• 제목/요약/키워드: Charge/discharge test

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복합고체 전해질을 적용한 리튬이차전지의 전기화학적 특성 (Electrochemical Performance of Rechargeable Lithium Battery Using Hybrid Solid Electrolyte)

  • 한종수;유학균;김재광
    • 전기화학회지
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    • 제24권4호
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    • pp.100-105
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    • 2021
  • 최근 리튬이차전지의 안전성을 향상시킨 전고체 전지가 많은 관심의 대상이 되고 있으나 전도성 세라믹 또는 고체 고분자 전해질을 적용한 고체전지는 높은 계면 저항, 부반응 등과 같은 문제점을 지니고 있어 전기화학적 특성이 낮다. 기존 전고체 전지의 이러한 문제점을 해결하기 위하여 복합고체 전해질이 제안되었으며 본 연구에서는 나시콘 구조의 나노 입자 Li1.5Al0.5Ti1.5P3O12 (LATP) 전도성 세라믹, PVdF-HFP, 카보네이티 기반 액체전해질을 복합화 하여 유사고체 전해질을 제작하였다. 이 복합고체 전해질은 5.6 V의 높은 전압 안전성을 가지며 리튬이온의 탈리-착리 테스트에서 리튬 금속전극의 덴드라이트 성장 억제 효과가 있음을 보여준다. 또한 복합고체 전해질을 적용한 LiNi0.83Co0.11Mn0.06O2 (NCM811)기반 전지에서 4.8 V의 높은 충전 종지 전압에도 241.5 mAh/g의 높은 방전 용량을 나타내며 안정적인 전기화학 반응이 일어난다. NCM811 기반 전지의 90도 충전-방전 중에도 전지의 단락이나 폭발 없이 139.4 mAh/g 방전 용량을 보인다. 따라서 LATP기반 복합고체 전해질은 리튬이차전지의 안전성과 전기화학적 특성을 향상 시킬 수 있는 효과적인 방법임을 알 수 있다.

가정간호 서비스 질 평가를 위한 도구개발연구 (A basic research for evaluation of a Home Care Nursing Delivery System)

  • 김모임;조원정;김의숙;김성규;장순복;유호신
    • 가정간호학회지
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    • 제6권
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    • pp.33-45
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    • 1999
  • The purpose of this study was to develop a basic framework and criteria for evaluation of quality care provided to patients with the attributes of disease in the home care nursing field, and to provide measurement tools for home health care in the future. The study design was a developmental study for evaluation of hospital-based HCN(home care nursing) in Korea. The study process was as follows: a home care nursing study team of College of Nursing. Yonsei University reviewed the nursing records of 47 patients who were enrolled at Yonsei University Medical Center Home Care Center in March, 1995. Twenty-five patients were insured at that time, were selected from 47 patients receiving home care service for study feasibility with six disease groups; Caesarean Section (C/S), simple nephrectomy, Liver cirrhosis(LC), chronic obstructive pulmonary disease(COPD), Lung cancer or cerebrovascular accident(CVA). In this study, the following items were selected : First step : Preliminary study 1. Criteria and items were selected on the basis of related literature on each disease area. 2. Items were identified by home care nurses. 3. A physician in charge reviewed the criteria and content of selected items. 4. Items were revised through preliminary study offered to both HCN patients and discharged patients from the home care center. Second step : Pretest 1. To verify the content of the items, a pretest was conducted with 18 patients of which there were three patients in each of the six selected disease groups. Third step : Test of reliability and validity of tools 1. Using the collected data from 25 patients with either cis, Simple nephrectomy, LC, COPD, Lung cancer, or CVA. the final items were revised through a panel discussion among experts in medical care who were researchers, doctors, or nurses. 2. Reliability and validity of the completed tool were verified with both inpatients and HCN patients in each of field for researches. The study results are as follows: 1. Standard for discharge with HCN referral The referral standard for home care, which included criteria for discharge with HCN referral and criteria leaving the hospital were established. These were developed through content analysis from the results of an open-ended questionnaire to related doctors concerning characteristic for discharge with HCN referral for each of the disease groups. The final criteria was decided by discussion among the researchers. 2. Instrument for measurement of health statusPatient health status was measured pre and post home care by direct observation and interview with an open-ended questionnaire which consisted of 61 items based on Gorden's nursing diagnosis classification. These included seven items on health knowledge and health management, eight items on nutrition and metabolism, three items on elimination, five items on activity and exercise, seven items on perception and cognition, three items on sleep and rest, three items on self-perception, three items on role and interpersonal relations, five items on sexuality and reproduction, five items on coping and stress, four items on value and religion, three items on family. and three items on facilities and environment. 3. Instrument for measurement of self-care The instrument for self-care measurement was classified with scales according to the attributes of the disease. Each scale measured understanding level and practice level by a Yes or No scale. Understanding level was measured by interview but practice level was measured by both observation and interview. Items for self-care measurement included 14 for patients with a CVA, five for women who had a cis, ten for patients with lung cancer, 12 for patients with COPD, five for patients with a simple nephrectomy, and 11 for patients with LC. 4. Record for follow-up management This included (1) OPD visit sheet, (2) ER visit form, (3) complications problem form, (4) readmission sheet. and (5) visit note for others medical centers which included visit date, reason for visit, patient name, caregivers, sex, age, time and cost required for visit, and traffic expenses, that is, there were open-end items that investigated OPD visits, emergency room visits, the problem and solution of complications, readmissions and visits to other medical institution to measure health problems and expenditures during the follow up period. 5. Instrument to measure patients satisfaction The satisfaction measurement instrument by Reisseer(1975) was referred to for the development of a tool to measure patient home care satisfaction. The instrument was an open-ended questionnaire which consisted of 11 domains; treatment, nursing care, information, time consumption, accessibility, rapidity, treatment skill, service relevance, attitude, satisfaction factors, dissatisfaction factors, overall satisfaction about nursing care, and others. In conclusion, Five evaluation instruments were developed for home care nursing. These were (1)standard for discharge with HCN referral. (2)instrument for measurement of health status, (3)instrument for measurement of self-care. (4)record for follow-up management, and (5)instrument to measure patient satisfaction. Also, the five instruments can be used to evaluate the effectiveness of the service to assure quality. Further research is needed to increase the reliability and validity of instrument through a community-based HCN evaluation.

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단일벽 탄소나노튜브를 이용한 플렉시블 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET) 전극의 제조와 특성 (Fabrication and characterization of a Flexible Polyethylene terephthalate (PET) Electrode based on Single-walled carbon nanotubes (SWNTs))

  • 두진펑;김장훈;김용렬;정현택
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제33권3호
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    • pp.587-592
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    • 2016
  • 본 연구에서는 유연성을 갖는 전극 제조를 위해 산 처리된 단일벽 탄소나노튜브 (Acid treated-SWCNTs)를 금이 코팅된 PET 기판 위에 스프레이 코팅하였다. 단일벽 탄소나노튜브가 가지는 단점을 보완하기 위하여 산 처리 공정을 이용하여 나노튜브에 작용기를 도입하여 분산성을 극대화 시켰으며 전기화학적 특성을 향상 시켰다. 스프레이 기술을 이용하여 제조된 유연성을 갖는 단일벽 탄소나노튜브 기반의 전극을 1 M의 황산 전해질에서 순환 전압 전류법, 임피던스 분광법 그리고 충 방전 시험을 통하여 전기화학적 특성을 분석 하였다. 그 결과, 응력을 가하지 않은 전극의 전기 용량값은 $67F{\cdot}g^{-1}$로 측정 되었으며, 1000번의 충 방전 시험 후에는 전기 용량값이 $63F{\cdot}g^{-1}$ (94 % 유지)로 감소하는 결과를 보였다. 이에 반하여, 탄소나노튜브 기반의 플렉시블 전극은 500번의 굽힘 시험 (bending test)과 6000번의 충 방전 시험 후에는 초기의 전기 용량값 ($67F{\cdot}g^{-1}$)이 유지되는 결과를 얻었다.

고에너지 볼밀을 이용한 SnSb 합금 분말 제조와 리튬 전기화학적 특성 (Synthesis of SnSb alloys using high energy ball-miiling and its lithium electrochemical behavior)

  • 김대경;이혁재
    • 한국결정성장학회지
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    • 제28권5호
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    • pp.191-198
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    • 2018
  • 알곤 분위기 하에서 다양한 몰 비의 Sn과 Sb 혼합분말에 대한 고에너지 볼밀을 시행하여 잔류 Sn, Sb 입자를 지닌 SnSb 합금결정상을 가지는 분말을 제조한 후, 그 소재적 특성과 리튬전기화학적 거동을 조사하였다. 시작 분말 내 Sn, Sb의 양 조절을 통해 잔류 Sn, Sb 상을 지닌 SnSb의 합금분말의 합성과 볼밀링에 의한 입자크기의 감소가 X-선 회절 분석과 입도 분석에 의해 확인되었다. Li 금속을 상대전극으로 하여 합성된 SnSb 합금분말에 대한 Li 이온의 충방전 실험 결과, 시작 분말에서 Sn과 Sb의 몰 비를 4:6으로 하여 소량의 잔류 Sb를 지닌 SnSb 합금분말에서 가장 좋은 사이클 특성을 보여, $40mA\;g^{-1}$의 정전류 하에서 50회 충방전 후 $580mAh\;g^{-1}$의 용량을 보였으며, SnSb 합금상만을 가진 분말이 다음으로 좋은 충방전 특성을 보였다. 그러나 Sn : Sb = 3 : 7 합금분말에서는 Sn과 Li-ion의 반응이 억제되어 낮은 용량을 보였다. 잔류 Sn 상이 포함된 SnSb 합금 분말은 초기의 높은 용량을 지속하지 못하고 20회 이상의 충방전 시 급격한 용량 감소를 보였다.

루테늄 산화물-수계 전해액 수퍼캐패시터의 전위 특성 (Potential Characteristics of Supercapacitor Based on Ruthenium Oxide-Aqueous Electrolyte)

  • 도칠훈;최상진;문성인;윤문수;육경창;김상길;이주원
    • 전기화학회지
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    • 제6권2호
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    • pp.93-97
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    • 2003
  • [ $RuCI_3{\cdot}xH_2O$ ]로부터 제조한 비정질의 $RuO_2{\cdot}nH_2O$을 사용하여 탄탈륨 집전체상의 수퍼캐패시터 전극을 제조하였다. $RuO_2{\cdot}nH_2O$ 전극과 4.8 M 황산 전해액을 사용하여 $RuO_2$ 수퍼캐패시터를 제조하였다. 탄탈륨 박막은 0.0-1.1 V(vs.SCE)에서 안정적임을 AC impedance로 확인하고 수퍼캐패시터에 적용하였다. 루테늄 산화물 수퍼캐패시터는 약 1.0 V(vs. SCE)이상에서 비가역 가수분해 반응이 진행되었다 수퍼캐패시터를 0.5V(vs. SCE)의 protonation leve을 조정하고, 전압범위를 1V로 하여 충방전 시험할 경우 우수한 특성을 나타내었다. 이때 전극전위는 $-0.004\~0.995V(vs.SCE)$의 범위이고 positive 전극 및 negative 전극의 전위범위는 각각 $-0.004\~0.515V(vs.SCE)$$-0.515\~0.995V(vs.SCE)$이었다.

메조기공 Silicon/Carbon/CNF 음극소재 제조 및 전기화학적 특성 (Synthesis and Electrochemical Characteristics of Mesoporous Silicon/Carbon/CNF Composite Anode)

  • 박지용;정민지;이종대
    • 공업화학
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    • 제26권5호
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    • pp.543-548
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    • 2015
  • 리튬이온 전지용 음극소재의 용량 및 사이클 성능을 향상시키기 위해서 Si/C/CNF 합성물의 특성이 조사되었다. 제조과정으로는 SBA-15를 합성하고 볼밀링을 이용한 마그네슘환원을 통해 Si/MgO를 얻은 다음, Phenolic resin과 CNF를 이용해 탄화과정을 거쳐 최종적으로 산처리하여 Si/C/CNF 활물질을 합성하였다. 합성된 Si/C/CNF는 BET, XRD, FE-SEM 그리고 TGA를 이용하여 분석하였다. $50^{\circ}C{\sim}70^{\circ}C$까지 온도에 따라 SBA-15를 합성한 결과 $60^{\circ}C$에서 가장 큰 비표면적을 갖는 결과를 얻었다. 또한 LiPF6 (EC : DMC : EMC = 1 : 1 : 1 vol%) 전해질을 사용하여, 충방전, 사이클, CV와 임피던스 등과 같은 전기화학적 테스트를 수행하여 Si/C/CNF 전극의 이차전지 음극활물질로서 성능을 조사하였다. Si/C/CNF (Si : CNF = 97 : 3 중량비)를 이용한 전지의 용량은 1,947 mAh/g으로 다른 합성물보다 우수한 결과를 보였다. CNF 첨가량이 3 wt%에서 11 wt%로 증가함에 따라 용량 보존율이 84~77%로 안정성이 감소되었다. Si/C/CNF 합성소재 전극이 이차전지의 사이클 성능과 전기전도도를 개선할 수 있다는 것을 알 수 있었다.

금속유기골격체(Metal-organic Framework) 소재가 첨가된 다공성 활성탄소 복합재료 전극 기반의 에너지 저장 매체 제조 및 전기화학적 특성 분석 (Fabrication and analysis of electrochemical performance for energy storage device composed of metal-organic framework(MOF)/porous activated carbon composite material)

  • 이규석;정현택
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제37권2호
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    • pp.260-267
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    • 2020
  • 본 연구에서는 "이온젤" 이라고 불리는 고분자 기반의 PVA(polyvinyl alcohol) 기반의 고체 전해질에 이온성 액체 BMIMBF4 (1-buthyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate)를 첨가하여 제조한 전고체 전해질과 활성탄소와 금속유기골격체 복합재료 기반의 전극 재료를 이용하여 슈퍼커패시터를 제작하였으며, 유기골격체의 유 무에 따른 전기화학적 특성을 분석하여 보았다. 슈퍼커패시터의 전기화학적 특성은 순환전압전류법(CV), 전기화학적 임피던스 분광법(EIS) 및 전정류 충·방전법(GCD)을 통하여 비교 및 분석하여 보았다. 그 결과로, 금속유기골격체가 함유되지 않은 슈퍼커패시터의 전기용량값은 380 F/g 으로 확인 할 수 있었고, 이 값은 금속유기골격체를 첨가하였을 때 340 F/g로 감소하는 현상을 확인할 수 있었다. 이러한 결과로 1 wt%의 금속유기골격체의 함유량은 전기화학적 특성 감소에 영향을 주는 것으로 사료되며 이러한 결과를 바탕으로 금속유기골격체의 첨가량을 최적화 할 필요가 있다고 판단된다.

음극소재로 PFO에서 개질된 붕산처리 소프트 카본의 전기화학적 성능 (Electrochemical Performance on the H3BO3 Treated Soft Carbon modified from PFO as Anode Material)

  • 이호용;이종대
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제54권6호
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    • pp.746-752
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    • 2016
  • 본 연구에서는 열처리된 석유계 잔사유(pyrolysis fuel oil)부터 얻어진 탄소 전구체(피치)를 탄화시켜 소프트 카본을 제조하였다. 세 종류의 탄소 전구체는 3903($390^{\circ}C$, 3 h), 4001($400^{\circ}C$, 1 h), 4002($400^{\circ}C$, 2 h) 열 반응에 의해 준비되었다. 제조된 소프트 카본 음극소재의 입도를 $25{\sim}35{\mu}m$로 균일하게 한 후 붕산 첨가량을 달리하여 열처리를 통해 붕산 처리된 소프트 카본을 얻었다. 붕산처리를 통해 제조된 소프트 카본의 물리적 특성을 확인하기 위하여 XRD, FE-SEM, XPS 분석을 실시하였다. 또한 $LiPF_6$ (EC : DMC=1:1 vol%+VC 3wt%) 전해질을 사용하여 충 방전, 율속, 순환 전압 전류 시험, 임피던스 등과 같은 전기화학적 테스트를 수행하여 붕산 처리된 소프트 카본 음극 소재의 성능을 조사하였다. $25{\sim}35{\mu}m$의 입도를 가지는 3903 소프트 카본($H_3BO_3$/Pitch=3:100 중량비)을 이용한 전지의 용량 및 초기 효율은 330 mAh/g, 82%로 다른 합성물보다 우수한 결과를 보였다. 또한 2C/0.1C 속도특성은 90%임을 보였다.

유기용매 전해조를 이용한 리튬이차박막전지용 Sn 음극의 제조 (Preparation and Characterization of a Sn-Anode Fabricated by Organic-Electroplating for Rechargeable Thin-Film Batteries)

  • 김동훈;도칠훈;이정훈;이덕준;하경화;진봉수;김현수;문성인;황영기
    • 전기화학회지
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    • 제11권4호
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    • pp.284-288
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    • 2008
  • 박막 리튬이차전지의 고용량 음극을 개발하기 위하여, Sn(II) 아세테이트를 포함한 유기전해조 도금법을 이용하여 Sn 박막전극을 제조하였다. $Li^+$$Sn^{2+}$를 포함한 전해조에 대한 순환전위전류시험 결과 3종류의 환원 반응이 나타났으며, $2.0{\sim}2.5\;V$ 영역이 Ni 집전체 표면에 대한 Sn의 석출 반응에 해당한다. 수계전해액에 대한 $Sn^{2+}$의 표준환원전위는 2.91 V vs. $Li^+/Li^{\circ}$ 인데 반해 유기전해조에서는 보다 낮은 전위에서 환원반응이 일어났다. 이는 유기전해질의 고저항과 $Sn^{2+}$의 낮은 농도에 기인한 과전위의 결과로 생각된다. 제조한 전극의 물리적 특성 및 전기화학적 특성을 연구하였다. 석출한 Sn 전극을 $150^{\circ}C$로 열처리하여 보다 높은 결정성을 얻을 수 있었고, 이를 Sn/Li 전지로 구성하여 전기화학적 실험을 한 결과 0.25 V와 0.75 V에서 각각 합금화-탈합금화 과정을 확인 할 수 있었다. 제조한 전극의 두께를 전기량을 통하여 계산한 바 $7.35{\mu}m$였으며, 가역용량은 $400{\mu}Ah/cm^2$을 얻었다.

암모니아수 처리에 따른 바나듐 레독스 흐름전지용 탄소펠트 전극의 전기화학적 특성 (Electrochemical Properties of Carbon Felt Electrode for Vanadium Redox Flow Batteries by Liquid Ammonia Treatment)

  • 김예솔;조세호;박세국;전재덕;이영석
    • 공업화학
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    • 제25권3호
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    • pp.292-299
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    • 2014
  • 본 연구에서는 바나듐 레독스 흐름전지의 효율을 향상시키고자 탄소펠트에 열산화 반응과 암모니아수 처리를 이용하여 질소가 도핑된 탄소펠트 전극을 제조하였다. 또한 제조된 탄소펠트 전극의 전기화학적 특성평가를 위하여 CV 실험 및 충/방전 실험을 실시하였다. 암모니아수 처리온도가 증가함에 따라 탄소펠트 표면의 질소 관능기가 증가함을 XPS를 통하여 확인하였으며, CV 측정 결과 암모니아수 처리된 탄소펠트는 열산화된 탄소펠트에 비하여 산화/환원의 반응성이 우수함을 확인하였다. 충/방전 실험결과 $300^{\circ}C$에서 암모니아수 처리한 탄소펠트 전극은 열산화된 탄소펠트 전극보다 에너지효율, 전압효율, 전류효율이 각각 약 6.93, 1.0, 4.5%씩 향상됨을 알 수 있었다. 이는 질소 관능기가 탄소펠트 전극과 전해질 사이의 전기화학적 성능 향상에 도움을 주었기 때문으로 사료된다.