The human body composed of concave and convex curvatures, and the current 3D scanning technology which involves inherent measurement errors make it difficult to extract distinct curvature plot directly. In this study, a method of extracting the clear curvature plot and its application to the cycling pants design were proposed. We have developed the ergonomic pattern from the 3D human body reflecting cycling posture. For the ergonomic design line on the 3D human body, the 3D information on the lower part of four male bodies with flexed posture was analyzed. The 3D scan data of four subjects were obtained using Cyberware. As results, the iteration of the tessellated shell was executed 100 times to obtain optimized curvature plots of the muscles on the body surface, and the boundaries of the curvature plots were applied to the design lines. Maximum(Max-pattern) and mean curvature plots(Mean-pattern) were adopted in the design line of the cycling pants, and performance of those lines was compared with that of conventional princess line(Con-pattern). The average error of total area and length in the 2D pattern developed from the 3D flexed body surface in this study were very minimal($4.58cm^2$(0.19%) and 0.15mm(0.46%)), which was within the range of tolerable limits in clothing production. The pattern obtained from the flexed body reflecting cycling posture already included the contraction and extension of the cycling skin, so that the extra ease for movement and good fit was not need to be considered.
The cycle performance of Ti-Si alloy anode material for Li-ion batteries has been investigated as a function of loading level of electrode using a nodule type of substrate, in which the current collector of flat foil is also used for comparison. The Ti-Si alloy powders are prepared by mechanical alloying method. The electrodes with the nodule type of current collector exhibit enhanced cycling performance compared to those using the flat foil because the alloy particles are more strongly adhered to substrate and the stress caused by lithiation and delithiation reaction can be effectively relaxed by nodule-type morphology. It appears, however, that the cycle performance is critically dependent on the loading level of electrode, even when the nodule type of current collector is applied. With high loading level, cracks are initiated at surface of electrode due to a steep stress gradient through the electrode thickness during cycling, leading to capacity fading.
Recently, layered nickel-rich cathode materials (NCM) have attracted considerable attention as advanced alternative cathode materials for use in lithium-ion batteries (LIBs). However, their inferior surface stability that gives rise to rapid fading of cycling performance is a significant drawback. This paper proposes a simple and convenient coating method that improves the surface stability of NCM using sulfate-based solvents that create artificial cathode-electrolyte interphases (CEI) on the NCM surface. SOx-based artificial CEI layer is successfully coated on the surface of the NCM through a wet-coating process that uses dimethyl sulfone (DMS) and dimethyl sulfoxide (DMSO) as liquid precursors. It is found that the SOx-based artificial CEI layer is well developed on the surface of NCM with a thickness of a few nanometers, and it does not degrade the layered structure of NCM. In cycling performance tests, cells with DMS- or DMSO-modified NCM811 cathodes exhibited improved specific capacity retention at room temperature as well as at high temperature (DMS-NCM811: 99.4%, DMSO-NCM811: 88.6%, and NCM811: 78.4%), as the SOx-based artificial CEI layer effectively suppresses undesired surface reactions such as electrolyte decomposition.
The suspension insulators are subjected to harsh environments in service for a long time. The long-term reliability of tile insulators is required for both mechanical and electrical performances. This study describes some basic performance tests and accelerated aging test by cool-heat cycling methods and thermal mechanical performance test methods on alumina porcelain insulators (new and aged) used for transmission line in KOREA. There was no fail in electrical and mechanical performance tests such as a high voltage strength, a flashover voltage, and an impact strength in all samples. But in the case of accelerating aging tests which have above 9$0^{\circ}C$ temperature gradient, fracture phenomena was happened by a thermal shock in tile aged sample(sample A) with low alumina porcelain body. It was indicated that sample A was more severely aged than other samples. According to results of HRB test and microstructural analysis, it was reasoned that insulator bodies with the matrix reinforced with alumina crystalline phase have advantages over the suppression of crack advance. And cool-heat aging and mechanical thermal ageing tests shows that a temperature gradient is more effective to accelerating than a cycling number.
Zn-ion supercapacitors (ZICs) show high energy densities with long cycling life for use in electronic devices. Porous Zn electrodes as anodes for ZICs are fabricated by chemical etching process using optimized conditions. The structures, morphologies, chemical bonding states, porous structure, and electrochemical behavior are examined. The optimized porous Zn electrode shows a root mean square of roughness of 173 nm and high surface area of $153{\mu}m^2$. As a result, ZIC using the optimized porous Zn electrode presents excellent electrochemical performance with high specific capacitance of $399F\;g^{-1}$ at current density of $0.5A\;g^{-1}$, high-rate performance ($79F\;g^{-1}$ at a current density of $10.0A\;g^{-1}$), and outstanding cycling stability (99 % after 1,500 cycles). The development of energy storage performance using synergistic effects of high roughness and high surface area is due to increased electroactive sites by surface functionalization of Zn electrode. Thus, our strategy will lead to a rational design and contribute to next-generation supercapacitors in the near future.
Hoang Anh Nguyen;Thi Nam Pham;Le Thanh Nguyen Huynh;Tran Ha Trang Nguyen;Viet Hai Le;Nguyen Thai Hoang;Thi Thom Nguyen;Thi Thu Trang Nguyen;Dai Lam Tran;Thi Mai Thanh Dinh
Journal of Electrochemical Science and Technology
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제15권2호
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pp.291-298
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2024
Due to its high theoretical capacity, Silicon (Si) has shown great potential as an anode material for lithium-ion batteries (LIBs). However, the large volume change of Si during cycling leads to poor cycling stability and low Coulombic efficiency. In this study, we synthesized Si/Carbon C45:Graphene composites using a ball-milling method with a fixed Si content (20%) and investigated the influence of the C45/Gr ratio on the electrochemical performance of the composites. The results showed that carbon C45 networks can provide good conductivity, but tend to break at Si locations, resulting in poor conductivity. However, the addition of graphene helps to reconnect the broken C45 networks, improving the conductivity of the composite. Moreover, the C45 can also act as a protective coating around Si particles, reducing the volume expansion of Si during charging/discharging cycles. The Si/C45:Gr (70:10 wt%) composite exhibits improved electrochemical performance with high capacity (~1660 mAh g-1 at 0.1 C) and cycling stability (~1370 mAh g-1 after 100 cycles). This work highlights the effective role of carbon C45 and graphene in Si/C composites for enhancing the performance of Si-based anode materials for LIBs.
In wireless sensor networks (WSNs) duty cycling has been an imperative choice to reduce idle listening but it introduces sleep delay. Thus, the conventional WSN medium access control protocols are bound by the energy-latency tradeoff. To break through the tradeoff, we propose a radio wave sensor called radio frequency (RF) wakeup sensor that is dedicated to sense the presence of a RF signal. The distinctive feature of our design is that the RF wakeup sensor can provide the same sensitivity but with two orders of magnitude less energy than the underlying RF module. With RF wakeup sensor a sensor node no longer requires duty cycling. Instead, it can maintain a sleep state until its RF wakeup sensor detects a communication signal. According to our analysis, the response time of the RF wakeup sensor is much shorter than the minimum transmission time of a typical communication module. Therefore, we apply duty cycling to the RF wakeup sensor to further reduce the energy consumption without performance degradation. We evaluate the circuital characteristics of our RF wakeup sensor design by using Advanced Design System 2009 simulator. The results show that RF wakeup sensor allows a sensor node to completely turn off their communication module by performing the around-the-clock carrier sensing while it consumes only 0.07% energy of an idle communication module.
$LiNi_{1-y}Ga_yO_2$ (y = 0.005, 0.010, 0.025, 0.050, and 0.100) were synthesized by the solid-state reaction method after mechanical mixing, and their_electrochemical properties were investigated. All the $LiNi_{1-y}Ga_yO_2$ (y=0.005, 0.010, 0.025, 0.050, and 0.100) samples had the R3m structure. The sample with y = 0.025 showed the largest first discharge capacity (131.4 mAh/g) and good cycling performance [discharge capacity 117.5 mAh/g ($89.4{\%}$ of the first discharge capacity) at the 20th cycle]. The first discharge capacity decreased as the value of y increased. The samples with y = 0.010 and y = 0.005 had small R-factor but their cycling performance was worse than that of the sample with y = 0.025. All the $LiNi_{1-y}Ga_yO_2$ samples had smaller discharge capacities than $LiNiO_2$, but their cycling performances were better than that of $LiNiO_2$.
리튬이온폴리머전지는 휴대용 전자기기와 전기자동차 등의 차세대 동력원으로 주목을 받고 있다. 본 연구에서는 폴리에틸렌 분리막에 소량의 부기 화합물과 고분자를 코팅하여 제조된 표면 개질 분리막을 리튬이온폴리머전지에 적용함으로써 전지 특성을 향상시키고자 하였다. 불화 알루미늄과 아크릴로니트릴-메틸 메타크릴레이트 공중합체를 폴리에틸렌 지지체에 코팅하여 얻어진 표면 개질 분리막을 이용하여 제조된 리튬이온폴리머전지는 충 방전 싸이클 과정 중에 균일한 전도성 고체 전해질 계면이 전극 표면에 형성되어 낮은 계면 저항값을 보였으며, 이에 따라 불화 알루미늄을 포함하고 있지 않는 리튬이온폴리머전지와 비교하여 싸이클 특성과 고율 방전 특성이 크게 향상되었다. 표면 개질된 분리막을 이용하여 제조된 리튬이온폴리머전지를 0.5 C rate로 충 방전한 결과, 초기 방전용량 150 mAh/g을 나타내었으며, 300싸이클에서 133 mAh/g의 방전 용량을 유지하여 우수한 용량 보존특성을 나타내었다.
본 연구에서는 불소계 실란을 첨가제로 사용하여 전해액의 열화 반응을 억제함으로써 리튬이온전지의 싸이클 특성을 향상시키고자 하였다. 첨가제로 사용된 trifluoropropyltrimethoxysilane은 리튬염과 카보네이트계 유기 용매로 이루어진 액체 전해질보다 전기화학적 산화, 환원 분해반응이 먼저 일어나 음극 및 양극 표면에서 안정적인 고체전해질계면 (solid electrolyte interphase, SEI) 막을 형성하며, 5 wt.%의 첨가제를 포함하는 경우 가장 우수한 전기화학적 특성을 나타내었다. SEM 및 XPS 분석을 통해 전극 표면에 생성된 피막의 화학 성분을 분석하였으며, 이들 결과로부터 새로운 SEI 형성 첨가제로서 불소계 실란의 가능성을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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