• Korean Chemical Engineering Research
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• 제59권1호
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• pp.42-48
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• 2021

본 연구에서는 LiNi0.85Co0.15O2의 전기화학적 특성과 열적 안정성을 향상시키기 위하여 LiNi0.85Co0.15O2에 이종원소인 Zn와 Al을 함께 첨가하여 고상법으로 합성하였다. 물질의 결정 구조, 크기 및 표면 상태는 XRD, SEM을 이용하여 분석하였고 전기화학적 특성은 충방전기를 이용하여 CV(cyclic voltammetry), 초기 충·방전 프로파일, 출력 특성, 수명 특성 등을 측정하였다. Al-O의 강한 결합에너지는 양극활물질의 구조적 안정성을 향상시켰으며, Li+와 Ni2+의 양이온 혼합을 막아 전기화학적 특성 또한 향상되었다. Zn의 큰 이온반경은 양극활물질의 격자상수를 증가시켜 단위 셀의 부피가 확장되었다. Zn와 Al을 0.025몰씩 첨가한 물질의 경우, 0.5 C-rate의 전류밀도에서 100 사이클 동안 80%의 용량 유지율을 보여주었으며 이 결과는 NC 양극활물질보다 12% 높은 수치이다. 또한, 5 C-rate에서의 방전용량은 104 mAh/g으로 기존의 NC 양극활물질보다 36 mAh/g 높은 수치를 보였다. Zn과 Al이 0.025몰씩 첨가된 NC 양극활물질은 출력 특성, 수명 특성에서 우수한 특성을 보여주었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제62권1호
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• pp.99-104
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• 2024

본 연구에서는 고용량 리튬이온배터리용 음극 소재로 탄소 코팅된 할로우 구조의 실리콘(HSi/C) 복합소재를 제조하였다. CTAB (N-Cetyltrimethylammonium bromide)이 첨가된 Stöber법을 통해 할로우 실리카(HSiO₂)를 합성하였으며, HSiO₂를 마그네슘열 환원한뒤 표면에탄소를 코팅하여 HSi/C 음극복합소재를 제조하였다. 복합소재의물리적 특성과 전기화학적 특성을 CTAB 조성에 따라 조사하였다. FE-SEM 분석 결과 CTAB 조성이 감소할수록 HSiO₂ 입자의 크기가 커졌으나 두께는 감소하였다. 제조된 HSi/C 소재는 다양한 CTAB 비율(0.5, 1.0, 1.5)에서 각각 2188.6, 2164.5, 1866.7 mAh/g의 높은 초기 방전용량을 나타내었으며, 100 사이클의 충·방전 후 0.5-HSi/C가 1171.3 mAh/g의 높은 가역 용량과 70.9%의 용량 유지율을 보여주었다. 전기화학 임피던스 분광법(Electrochemical Impedance Spectroscopy, EIS)으로 저항 특성을 분석하였으며, 0.5-HSi/C 소재가 20 사이클 이후 다른 CTAB 조성의 HSi/C 복합소재에 비해 안정적인 저항 특성을 보이는 것을 확인하였다.

• 전기학회논문지
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• 제63권5호
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• pp.622-628
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• 2014

This paper presents the SOC-based control strategy of BESS(Battery Energy Storage System) for providing power system frequency regulation in the bulk power systems. As the life cycle of BESS would be shortened by frequent changes of charge and discharge required for frequency regulation in a steady state, the proposed algorithm operates BESS within a range of SOC where its life cycle can be maximized. However, during a transient period of which occurrence frequency is low, BESS would be controlled to use its full capacity in a wider range of SOC. In addition, each output of multiple BESS is proportionally determined by its SOC so that the balance in SOC of multiple BESS can be managed. The effectiveness of the proposed control strategy is verified through various case studies employing a test system. Moreover, the control result of BESS with the measured frequency from a real system shows SOC of BESS can be maintained within a specific range although the frequency deviation is biased.

• 전기화학회지
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• 제15권3호
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• pp.198-205
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• 2012

리튬-공기전지 공기극으로서 탄소 상에 직접 수열합성법으로 망간산화물을 생성한 탄소지지 망간산화물 촉매를 합성하였다. 각 수열합성 조건에 따라서 만들어진 복합체에 대한 XRD, FE-SEM 분석을 통하여, 복합체의 결정구조, 형태, 크기 등을 확인하였는데 특히, 수열합성 온도 및 시간이 각각 $170^{\circ}C$, 12시간인 조건에서 만들어진 산화망간은 길이가 40-50 nm인 막대 모양을 갖는 것으로 나타났다. 합성된 복합체를 사용하여 만든 공기극과 리튬금속을 음극으로 하는 코인셀 형태의 리튬-공기전지를 만들어 전기화학적 특성을 조사한 결과 초기 방전 용량이 3,852 mAh/g으로 높았고 충 방전 횟수가 4회 정도 발현되었다.

• 대한화학회지
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• 제50권3호
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• pp.243-246
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• 2006

박막은 Pt/Ti/SiO2/Si 기판 위에 구연산 졸을 이용하여 spin coating에 의해 제작하였다. 기판위에 코팅된 구연산 졸을 380oC에서 15분간 건조시킨 후 750oC에서 10분간 열처리하여 박막을 얻었다. 얻어진 박막은 X-선 회절분석 결과 R3m의 결정구조를 가짐을 알수 있었고, 전기화학적 특성의 측정결과 1차 방전용량은 0.35Ah/cm2-m로 측정되었다.

• 에너지공학
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• 제19권1호
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• pp.16-20
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• 2010

본 연구에서는 바이오매스로 커피원두를 이용하여 합성한 카본재료에 도전재로 주석을 이용하였다. 주석을 첨가하는 방법에 따라 단순 혼합, 화학적인 방법을 이용하여 혼합체를 만들어 시료를 합성하였다. 시료에 대한 XRD를 이용하여 주석과 탄소가 혼합된 구조를 가지고 있음을 확인하였고 SEM을 통한 합성된 시료구입자크기($12{\sim}85\;{\mu}m$)와 형태를 확인하였다. 충 방전 테스트를 실시하여 15사이클에서 카본블랙을 사용했을 때(105 mAh/g)보다 주석을 화학적으로 혼합을 시킨 시료의 경우(191 mAh/g)가 방전용량이 더 높게 나타나는 것을 볼 수 있었고, 주석을 단순 혼합을 실시한 경우에서는 카본블랙과 비슷한 용량(131 mAh/g)을 보였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제45권3호
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• pp.167-171
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• 2008

Zirconium-doped $Li_{1.1}Co_{1-x}Zr_xO_2(0{\leq}x{\leq}0.05)$ powders as cathode materials for lithium ion batteries were synthesized using an ultrasonic spray pyrolysis method. Cyclic voltammetry and cyclic stability tests were performed, and the changes of microstructure were observed. The solubility limit of zirconium into $Li_{1.1}CoO_2$ was less than 5 mol%, and monoclinic $Li_2ZrO_3$ phase was formed above the limit. The Zr-doping suppressed the grain growth and increased the lattice parameters of the hexagonal $LiCoO_2$ phase. The Zr-dopiong of 1mol% resulted in the best cyclic performance in the range of $3.0{\sim}4.3V$ at 1C rate (140 mA/g); the initial discharge capacity decreased from 158 mAh/g to 60 mAh/g in the undoped powder, while from 154 mAh/g to 135 mAh/g in the Zr-doped powder of 1 mol% after 30 cycles. The excellent cycle stability of Zr-doped powder was due to the low polarization during chargedischarge processes which resulted from the delayed collapse of the crystal structure of the active materials with Zr-doping.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제49권6호
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• pp.846-850
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• 2011

주석과 니켈 나노입자를 함량별로 혼합하여 습식법으로 리튬 이차전지용 복합체 음전극을 제조하고 그 물성과 전기화학적 특성을 조사하였다. 이 음전극은 초기 방전시 최대 700 mAh $g^{-1}$의 우수한 방전용량을 나타내었지만 사이클 특성은 심각한 열화를 보였다. 이것은 나노입자간 단순혼합만으로는 전극판의 기공성과 Ni 성분이 충방전에 따르는 Sn성분의 팽창/수축에 대한 기계적 완충제 역할이 충분하지 않았기 때문이며, 차후 이를 보완하는 나노구조체 Sn-Ni 음전극의 설계와 시험이 필요하다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제29권9호
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• pp.1705-1710
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• 2008

Imidazolium based zwitterions, 1,2-dimethylimidazolium-3-n-propanesulfonate (DMIm-3S) and 1-Butylimidazolium-3-n-butanesulphonate (BIm-4S), were synthesized, and utilized them as additive for Li ion cell comprising of graphite anode and $LiCoO_2$ cathode. The use of 10 wt% of DMIm-3S in 1 M $LiPF_6$, EC-EMCDMC (1:1:1 (v/v)) resulted in the increased high rate charge-discharge performance. The low temperature performance of the Li ion cells at about −20 ${^{\circ}C}$ was also enhanced by these zwitterion additives. The DMIm- 3S additive resulted in the better capacity retention by the Li-ion cells even after 120 cycles with 100% depth of discharge (DOD) at 1 C rate in room temperature. Surface morphology of both graphite and $LiCoO_2$ electrode before and after 300 cycles was studied by scanning electron microscopy. An analogous study was performed using liquid electrolyte without any additive.

• 설비공학논문집
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• 제23권12호
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• pp.791-798
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• 2011

In this study, performance of R410A(50%R32/50%R125) and HFC32/HFC125 mixture is measured to examine the effect of composition shift of R410A used for various air-conditioners and heat pumps. The composition of HFC32/HFC125 mixture varies from the reference composition of R410A ${\pm}10%$ with 5% interval. Tests carried out in a heat pump bench tester at the evaporation and condensation temperatures of $7/45^{\circ}C$ and $-7/41^{\circ}C$ for summer and winter conditions, respectively. Test results show that both the coefficient of performance (COP) and compressor power of the HFC32/HFC125 mixture have the maximum difference of 2.0% as compared to those of R410A. Compressor discharge temperatures of HFC32/HFC125 mixture are increased up to $6.7^{\circ}C$ as compared to that of R410A. The amount of charge for HFC32/HFC125 mixture vary within 5.6% as compared to that of R410A. Overall, performance of R410A is not appreciably affected by the composition shift of ${\pm}10%$ of R32 under both air-conditioning and heat pumping conditions.