• 전기화학회지
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• 제21권2호
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• pp.39-46
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• 2018

많은 실험실 기반의 리튬이차전지 실험결과는 코인셀로부터 얻어진다. 이는 조립의 용이성, 저렴한 가격, 실험 결과의 우수한 재연성 등에 기인한다. 코인셀은 케이스(case), 가스켓(gasket), 스페이서(spacer disk), 스프링(wave spring)로 구성되어 있으며, 이러한 구조적인 특성으로 인하여 코인셀은 상용화된 파우치, 각형 및 원통형 전지에 비하여 전극 무게 대비 많은 양의 전해질을 포함하게 된다. 하지만 과량의 전해액이 셀의 성능에 미치는 영향에 대한 연구는 현재까지 이루어지지 않은 상황이다. 본 연구에서는 액체 전해액의 양을 다르게 제어하여 코인셀에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 전해액의 양은 전극 용량 대비 30, $100mg\;mAh^{-1}$(전해액의 양/전극용량)로 제어하였으며, 조립된 셀의 전해액 함량에 따른 전기화학적 특성을 확인하기 위해 초기 충 방전 곡선과 상온 ($25^{\circ}C$), 고온 ($60^{\circ}C$) 및 고전압(4.5 V)에서의 수명특성평가를 진행하였다. $30mg\;mAh^{-1}$의 전해액을 포함하는 단위 전지의 경우, 고온 및 고전압 조건에서 $100mg\;mAh^{-1}$의 경우에 비해 매우 우수한 방전 용량 유지 특성을 나타내었다. 전자는 후자보다 더 큰 내부저항 증가를 보였으며, 이를 통해 전해액의 양이 전지의 방전 용량 유지 특성에 매우 큰 영향을 미치고 있음을 확인하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.13-16
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• 2008

Solid oxide fuel cell(SOFC) is an electrochemical energy conversion system with high efficiency and low-emission of pollution. In order to reduce the operating temperature of SOFC system under $800^{\circ}C$, the thickness reduction of YSZ electrolyte to be as thin as possible, e.g., less than 10 ${\mu}m$ are considered with the microstructure control and optimum design of unit cell. Methods for reducing the thickness of YSZ electrolyte have been investigated in coin cell. Moreover, a large unit cell($8cm{\times}8cm$) for SOFC was fabricated using an anode-supported electrolyte assembly with a thinner electrolyte layer, which was prepared by a tape casting method with a co-sintering technique. we studied the design factors such as active layer, electrolyte thickness, cathode composition, etc,. by the coin type of unit cell ahead of the fabrication process of a large unit cell and also reviewed about the evaluation technique of a large size unit cell such as interconnect design, sealing materials and current collector and so forth. Electrochemical evaluations of the unit cells, including measurements such as power density and impedance, were performed and analyzed. Maximum power density and polarization impedance of coin cell were 0.34W/$cm^2$ and $0.45{\Omega}cm^2$ at $800^{\circ}C$, respectively. However, Maxium power density of a large unit cell($5cm{\times}5cm$) decreased to 0.21W/$cm^2$ at $800^{\circ}C$ due to the increase of ohmic resistance. However, It was found that the potential value of a large unit cell loaded by 0.22A/$cm^2$ showed 0.76V at 100hrs without the degradation of unit cell.

• 전기화학회지
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• 제24권3호
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• pp.65-75
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• 2021

코인형 전지는 리튬 이차 전지 연구의 주요 평가 플랫폼으로써 새로운 소재 및 개념을 발굴하고 차세대 전지의 기초 연구에도 큰 기여를 하고 있다. 리튬 금속 전지는 500 Wh kg^-1 이상의 에너지 밀도를 구현할 수 있어 유망한 차세대 리튬 이차 전지 후보군으로 고려되고 있으나, 덴드라이트 형태의 리튬 전착과 함께 극심한 부피 변화 및 표면적 증가라는 성능 열화에 매우 취약하다. 특히, 리튬 금속 전지의 수명은 전해질 양, 리튬 두께, 내부 압력 등과 같은 전지 설계 및 구조에 매우 의존하기 때문에 코인셀 수준에서의 성능 평가 및 신뢰성에 치명적이다. 따라서, 기존 코인셀 구조를 개선한 리튬 금속 음극 특화 전지 설계 및 규격화가 요구된다. 본 연구에서는 상용수준에서의 주요 전지 설계 인자인 극소량의 전해질과 높은 양극 로딩 레벨, 박막 리튬 사용 등의 환경에서 성능 및 재현성을 확보한 코인셀 구조를 제안한다. 양극과 음극의 면적비를 1에 근접하게 제어하여 비활성 공간을 최소화하고 용량 저하현상을 완화시켰다. 또한, 코인셀 내 압력을 정량화하여 압력의 균일성이 중요한 인자임을 규명하고 유연성 고분자 (PDMS) 필름 도입과 내부 부품의 변화를 통해 기존보다 높고 (0.6 MPa → 2.13 MPa) 균일한 압력(표준편차: 0.43 → 0.16)이 가하도록 개조하였다. 이를 통해 최적의 설계를 정립을 통해 기존보다 향상된 재현성을 확인하였다.

• 전기화학회지
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• 제15권2호
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• pp.101-108
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• 2012

본 연구에서는 탄소를 첨가하여 $Li_3V_2(PO_4){_3}$의 낮은 전기전도도를 개선시켜서 고율 방전특성, 충 방전 사이클 특성을 향상시키는 것을 목적으로 하고 있다. 탄소 첨가제로는 글루코스와 CNT (carbon nano tube)를 사용하였으며, 탄소의 첨가 여부와 탄소 원료의 종류에 따라 합성된 $Li_3V_2(PO_4){_3}$의 구조적 그리고 전기화학적 특성에 대해 연구를 하였다. $Li_3V_2(PO_4){_3}$와 $Li_3V_2(PO_4){_3}$/C의 $Li_3V_2(PO_4){_3}$/CNT의 합성방법으로는 고상법을 이용하였다. 합성된 물질을 수소환원방법을 통하여 600, 700, 800, $900^{\circ}C$에서 소성해주었다. 합성된 물질로 양극 집전판을 제작하여 상대전극을 리튬메탈로 한 Coin 2032 cell을 만들어 전기화학적 특성분석을 진행하였다. 전지테스트는 정전류법을 이용하여 3.0~4.8 V까지 충 방전 실험을 하였다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제19권9호
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• pp.849-854
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• 2006

In this study, the hybrid electrodes, composed of the activated carbon powders and $LiCoO_{2}$ powders, were prepared as a cathode for the high-capacitance type hybrid capacitor, and the electrochemical properties of the hybrid electrodes were examined in terms of the weight composition and the milling time of $LiCoO_{2}$ powders. The specific volumetric capacities were increased with increasing of the composition of $LiCoO_{2}$ powders in the hybrid electrodes. On the other hand the coin cell capacitors, using the hybrid electrodes with $LiCoO_{2}$ poweders milled for 200 h, have exhibited the lower internal resistivities and the better capacity retention after 100 charge-discharge cycle than those of the coin cell capacitors using the hybrid electrodes with raw $LiCoO_{2}$ powders.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제9권2호
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• pp.141-148
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• 2018

This study evaluated the performance characteristics of varied electrolyte species and amounts in a molten carbonate fuel cell (MCFC). Coin-type MCFCs were used at the condition of $650^{\circ}C$ and 1 atm. In order to measure the effects of varied electrolyte species and amounts, electrolytes of $(Li+K)_2CO_3$ and $(Li+Na)_2CO_3$ were selected and the amounts of 1.5 g, 2.0 g, 3.0 g, and 4.0 g were used. Insignificant performance differences were observed in the cell using different electrolytes, but the cell performance was sensitive to the amount of the electrolyte used. The pore-filling ratio (PFR), a ratio of pore filling in the components by the liquid carbonate electrolytes, was used to determine the optimum performance range. Consequently, 77% PFR demonstrated the optimum performance for both electrolytes. Thus, the MCFC had a permissible but narrow optimum performance range. The remaining amounts of electrolyte in the cells were determined using the weight reduction ratio (WRR) method after several hours of cell operation. The WRR used the relationship between the initial loaded amount of electrolyte and weight reduction of components in 10 wt% acetic acid. The relationships were linear and identical between the two electrolyte species.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제7권2호
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• pp.91-96
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• 2016

Oxidation behaviours of ash free coal (AFC), carbon, and H₂ fuels were investigated with a coin type molten carbonate fuel cell. Because AFC has no electrical conductivity, its oxidation occurs via gasification to H₂ and CO. An interesting behaviour of mass transfer resistance reduction at higher current density was observed. Since the anode reaction has the positive reaction order of H₂, CO₂ and H₂O, the lack of CO₂ and H₂O from AFC results in a significant mass transfer resistance. However, the anode products of CO₂ and H₂O at higher current densities raise their partial pressure and mitigate the resistance. The addition of CO₂ to AFC reduced the resistance sufficiently, thus the resistance reduction at higher current densities did not appear. Electrochemical impedance results also indicate that the addition of CO₂ reduces mass transfer resistance. Carbon and H₂ fuels without CO₂ and H₂O also show similar behaviour to AFC: mass transfer resistance is diminished by raising current density and adding CO₂.

• 전기화학회지
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• 제17권1호
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• pp.7-12
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• 2014

리튬이차전지의 고에너지 밀도화를 위해 전지 구성요소들의 무게 및 부피를 저감하려는 요구가 증가하고 있다. 분리막은 리튬이온의 이동통로를 제공할 뿐만 아니라 양극과 음극의 직접적인 접촉을 방지하는 핵심 부품이다. 본 연구에서는 연신 비율을 달리하여 습식방법을 통해 두께가 16, 12, $9{\mu}m$ 인 폴리에틸렌 분리막을 준비하였고, 각각의 기계적 강도 및 열적특성을 평가하였다. 또한 양극($LiCoO_2$), 음극(Graphite)을 사용한 Coin type full-cell을 제작하여 율속 특성 및 500cycle까지 사이클 수명특성을 평가하였다. 수명특성 평가를 통해 사용된 모든 두께의 분리막에서 500cycle 까지 큰 차이 없이 80% 정도의 용량유지 결과를 확인하였다. 율속 특성에서는 가장 얇은 $9{\mu}m$ 분리막이 가장 우수한 성능을 나타내었다. 흥미롭게도 $9{\mu}m$의 분리막이 $16{\mu}m$ 경우보다 열 수축률 평가에서 우수한 특성을 나타내었다.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제7권3호
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• pp.234-240
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• 2016

The effect of initial electrolyte loading (IEL) on cell performance in a coin-type molten carbonate fuel cell (MCFC) was investigated in this work. Since the material of MCFC depends on the manufacturer, optimisation requires experimental investigation. In total, four IEL values, 1.5, 2.0, 3.0, and 4.0 g, were used, corresponding to a pore filling ratio (PFR) of 38, 51, 77, and 102%, respectively. The cell performance with respect to the PFR was analysed via steady-state polarisation, step-chronopotentiomtery, and impedance methods. The electrochemical analyses revealed that internal resistance and overpotential of the cell decreased with increasing PFR, and a large overpotential was observed when the PFR was 102%, probably due to the flooding phenomenon. After operation, cross-section of the cell was analysed via surface analysis of SEM and EDS methods, and the remaining electrolyte was estimated by dissolution of the cell in 10 wt% acetic acid. A linear relationship between IEL and the weight reduction ratio by dissolution was obtained. Thus, the remaining amount of electrolyte could be measured after operation. The results of SEM and EDS showed that a PFR of 38 and 102% showed a lack and flooding of electrolytes at the cell, respectively, which led to a large overpotential. This work reports that MCFC performance is allowed only in the narrow range of PFR.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2008년도 춘계학술대회논문집
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• pp.218-223
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• 2008

Cell-phone becomes a necessary communication device in modern society. However, a paging signal by a sound transducer often acts as an unpleasant noise, thus necessitating a paging signal by a vibration motor. The conventional flat type vibration motor uses three-phase windings with three phase coils. In this article, a new design of a vibration motor using a V connection with two phase coils is presented, increasing mass productivity. For electromagnetic field analysis, due to the motor symmetry, two-dimensional modeling can be implemented for fast computation, and performance is predicted by the finite element method. The winding distribution angle turns out to be the most important design parameter for the elimination of dead points, and a new coil configuration is suggested which has no adverse effect on motor size and weight. Experimental tests of vibration confirm the validity of the proposed design.