• 제목/요약/키워드: Electrode modification

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유동상 화힉증착에 의한 리튬이차전지 전극용 탄소재료의 표면개질 (Surface Modification of Synthetic Graphite as an Electrode by Fluidized-bed Chemical Vapor Deposition for Lithium Secondary Batteries)

  • 류덕현;이중기;박달근;윤경석;조병원;설용건
    • 전기화학회지
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    • 제3권3호
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    • pp.173-177
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    • 2000
  • 리튬 이차 전지의 성능은 부극으로 쓰이는 탄소재료의 표면의 미세 구조에 크게 의존한다. 본 연구에서는 이러한 표면 구조의 개질을 위해 유동상 화학증착법을 도입하여 금속 및 금속 산화물을 탄소재료 표면에 코팅하여 그 성능을 전기 화학적으로 평가하였다. 주석산화물을 코팅한 탄소 전극은 원래의 탄소 전극에 비해 용량의 상승을 나타내었으나 사이클이 진행됨에 따라 주석산화물이 코팅된 전지의 용량은 심각한 부피 변화에 의해 저하되어 사이클 수명이 감소되었다. 그러나, 부피 변화를 완화시켜주는 비활성 매트릭스 역할을 하는 구리를 주석 산화물 위에 코팅함으로 인해 부피 변화에 의한 용량 저하를 감소시킬 수 있었다.

$LiCoO_2$의 재합성시(再合成時) 전극특성(電極特性)에 미치는 탄소(炭素)의 영향(影響) (Effect of Carbon on Electrode Characteristics of $LiCoO_2$ Resynthesis)

  • 이철경;박정길;손정수
    • 자원리싸이클링
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    • 제16권6호
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    • pp.10-19
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    • 2007
  • 폐리튬이온전지의 리싸이클링을 위하여 폐전지의 기계적 처리에 의한 Co의 농축과 습식처리에 의한 Co의 회수기술이 개발되었다. 전 연구에서는 폐전지 리싸이클링의 부가가치를 향상시키기 위하여 Co 농축 침출액으로부터 양극활물질을 재합성하는 공정으로 citrate precursor combustion법을 제안하고 가능성을 확인하였다. 기존의 전극제조 공정에서는 활물질인 $LiCoO_2$와 첨가제인 탄소의 비중 및 크기 차이로 균일한 혼합이 이루어지지 않으므로 충방전 용량이 이론용량에 비하여 매우 낮고 또한 싸이클이 반복될수록 용량이 크게 감소하는 경향을 보였다. 본 연구에서는 합성된 $LiCoO_2$ 전극특성을 향상시키는 일환으로 합성공정의 개선을 통하여 초미립 $LiCoO_2$을 합성하였으며, 탄소 첨가시 혼합법의 개선에 의하여 우수한 충방전 특성을 갖는 리튬전지용 양극을 개발하였다.

Surface Treatment Effect on Electrochemical characteristics of Al Alloy for ship

  • 이승준;김성종
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.149-149
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    • 2017
  • Aluminum alloys have poor corrosion resistance compared to the pure aluminum due to the additive elements. Thus, anodizing technology artificially generating thick oxide films are widely applied nowadays in order to improve corrosion resistance. Anodizing is one of the surface modification techniques, which is commercially applicable to a large surface at a low price. However, most studies up to now have focused on its commercialization with hardly any research on the assessment and improvement of the physical characteristics of the anodized films. Therefore, this study aims to select the optimum temperature of sulfuric electrolyte to perform excellent corrosion resistance in the harsh marine environment through electrochemical experiment in the seawater upon generating porous films by variating the temperatures of sulfuric electrolyte. To fabricate uniform porous film of 5083 aluminum alloy, we conducted electro-polishing under the 25 V at $5^{\circ}C$ condition for three minutes using mixed solution of ethanol (95 %) and perchloric (70 %) acid with volume ratio of 4:1. Afterward, the first step surface modification was performed using sulfuric acid as an electrolyte where the electrolyte concentration was maintained at 10 vol.% by using a jacketed beaker. For anode, 5083 aluminum alloy with thickness of 5 mm and size of $2cm{\times}2cm$ was used, while platinum electrode was used for cathode. The distance between the two was maintained at 3 cm. Anodic polarization test was performed at scan rate of 2 mV/s up to +3.0 V vs open circuit potential in natural seawater. Surface morphology was compared using 3D analysis microscope to observe the damage behavior. As a result, the case of surface modification showed a significantly lower corrosion current density than that without modification, indicating excellent corrosion resistance.

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리튬이온전지용 주석산화물이 도포된 흑연전극의 싸이클 성능 (The Cycling Performance of Graphite Electrode Coated with Tin Oxide for Lithium Ion Battery)

  • 강태혁;김형선;조원일;조병원;주재백
    • 전기화학회지
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    • 제5권2호
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    • pp.52-56
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    • 2002
  • 졸-겔법을 이용하여 주석산화물을 흑연입자 표면에 도포하고 $400-600^{\circ}C$에서 열처리하여 미세결정구조를 갖는 리튬이온 전지용 주석산화물 전극을 제조하였다. 도포 된 주석산화물의 양은 $2.25 wt\%\~11.1 wt\%$로 조절하여 실험한 결과 주석산 화물의 함량에 따라 방전용량이 증가하고 또한 초기의 비가역 용랑도 증가함을 알 수 있었다. 싸이클에 따른 주석 산화물 전극의 방전용량은 propylene carbonate(PC) 계 전해액에서도 초기 싸이클에서 350mAh/g 이상, 30 싸이클 후 에서는 300mAh/g을 나타낸 반면, 표면개질이 되지 않은 흑연전극의 경우에는 140mAh/g의 방전용량을 나타내었다. 충방전 속도를 C/5에서 C/2로 빠르게 했을 때 주석산화물 전극과 흑연전극의 방전용량은 초기 용량의 $92\%,\;77\%$로 각각 나타났다. 이러한 전극 특성의 향상은 주석산화물이 리튬이온과 반응하여 형성된 리튬 옥사이드$(Li_2O)$부동태 피막이 흑연전극의 탈리 현상을 막고 또한 환원된 주석이 흑연입자간의 전기전도를 원활하게 하여 전극의 전류분포를 향상시키기 때문인 것으로 해석되었다.

Fullerene으로 수식된 피롤고분자 피막전극 (Pyrrole Polymer Film Electrode Modified with Fullerene)

  • 차성극;안병기
    • 전기화학회지
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    • 제5권1호
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    • pp.13-16
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    • 2002
  • Fullerene으로 수식된 PPy(Polypyrrole)전극 즉, graphite(Gr)/ppy, fullerene $(full^-)$항을 Gr/5mM PPy, 1mM $full^-,0.1M\;TBABF_4,\; CH_3CN/Pt$형의 전지로 전기화학 중합법으로 제작하였다. $(full^-)$의 생성속도는 기질전극 재료인 Pt/ppy, Pt, Gr 및 Au전극에 대해 각각 93.6, $7.0\times10^2,\;42.6$$1.3\times10^2cms^{-1}$였다. 수식되지 않은 Gr/ppy와 수식된 $Gr/ppy, full^-$ 전극에 대한 어드미턴스 값이 $1.7\times10^{-3}S$에서 $8.3\times10^{-3}S$로 5배나 증가하였으며, 전기 이중층의 용량은 $2.4\times10^{-5}\;F$에서 $4.2\times10^{-5}\;F$로 174배 증가하였다.

${\alpha}$-Cyclodextrin으로 화학수식된 Carbon Paste 전극의 특성 (Characteristics of ${\alpha}$-Cyclodextrin Modified Carbon Paste Electrode)

  • 전영국;김봉원;김희정;조영달;정진갑
    • 분석과학
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    • 제9권3호
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    • pp.235-243
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    • 1996
  • ${\alpha}$-Cyclodextrin을 사용하여 carbon paste 전극을 화학수식하였다. 화학수식전극의 특성은 P-니트로페놀과 ${\alpha}$-cyclodextrin과의 포함복합체형성을 기초로 연구하였다. 화학수식효과를 보기 위해 순환전압전류법과 시차펄스전압전류법을 사용하였다. ${\alpha}$-Cyclodextrin과 탄소분말을 2:1 의 비율로 섞은 전극에서 환원에 의한 봉우리 전류는 o-니트로페놀이나 히드로퀴논의 경우에 비해 p-니트로페놀의 경우 거의 완전히 사라졌다. 이는 p-니트로페놀과 ${\alpha}$-cyclodextrin간의 강한 포함복합체형성에 의한 것이다. 이 전극을 이용하여 p-니트로페놀 존재하에서 o-니트로페놀을 정량할 수 있었다.

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전극표면 연마 유니트를 이용한 전기화학적 COD측정용 센서의 개발 (Development of a COD(Chemical Oxygen Demand) Sensor Using an Electrode-surface Grinding Unit)

  • 윤석민;최창호;박병선;진길주;정봉근;현문식;박종만;이승선;이동희;김형주
    • 대한환경공학회지
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    • 제28권4호
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    • pp.453-458
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    • 2006
  • 수질의 빠르고 정확한 COD(Chemical Oxygen Demand)의 측정을 위하여 전극표면 연마장치가 부착된 전기화학적 측정 센서시스템을 연구하였다. 수질 내 유기물에 대한 Cu의 산화작용이 COD 측정의 기본원리로 이용되었으며, 3전극계를 적용한 전기화학 셀을 COD 측정시스템에 적용하였다. 장시간의 COD 측정에 대비하여, Cu전극의 내구성과 안정성을 유지시키기 위해 회전되는 연마석을 이용한 자동연마장치를 부착하였다. 유기물을 함유한 인공시료 및 실제 현장시료를 이용하여 COD 변화에 대한 측정가능성을 실험하였고, $COD_{Mn}$ 수치와 COD 측정용 센서를 이용하여 측정한 Coulombic yield와의 사이에 높은 상관관계($r^2=0.93$)를 가지며 이 측정값을 EOD(electrochemical oxygen demand)로 표현할 수 있다는 것을 확인하였다. 이러한 측정 결과를 토대로 이 시스템이 폐수처리장 및 하수에 연속 COD 측정 장치로 적용할 수 있는 가능성이 있을 것으로 확인하였다.

슈퍼커패시터 활용성 자가조립된 폴리아닐린, 그래핀 옥사이드 그리고 피트산으로 구성된 다층 초박막 (Layer-by-Layer Self-Assembled Multilayer Film Composed of Polyaniline, Graphene Oxide, and Phytic Acid for Supercapacitor Application)

  • 이명섭;홍종달
    • 대한화학회지
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    • 제59권1호
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    • pp.36-44
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    • 2015
  • 본 논문은 layer-by-layer 자가조립법을 이용해서 polyaniline(PANi), graphene oxide(GO) 및 phytic acid(PA)으로 구성된 $(PANi/GO/PANi/PA)_{10}$ 다층을 제작하고, 전기화학적 방법을 활용하여 GO를 ERGO으로 환원하여 완성된 $(PANi/ERGO/PANi/PA)_{10}$ 다층 필름 전극의 전기화학적 특성을 분석하였다. 특히 이 과정에 다층 필름 전극 내에서 고리형 다인산 화합물 나노입자가 PANi을 도핑함과 동시에 전극 내부에 다공성과 표면적을 높여서 $(PANi/ERGO)_{20}$ 전극의 용적 커패시턴스를 개선할 수 있는 지를 조사하였다. 다층 필름 전극의 전기화학적 특성은 1 M $H_2SO_4$ 전해질 하에서 삼 전극 시스템을 이용하여 측정되었다. 그 결과, $(PANi/ERGO)_{20}$ 전극은 $1A/cm^3$ 전류밀도에서 $666F/cm^3$의 용적 커패시턴스을 보여주었고, $(PANi/ERGO/PANi/PA)_{10}$ 전극은 $769F/cm^3$에 해당되는 개선된 용적 커패시턴스를 보여주었다. 또한 1000 사이클 이후에도 초기 커패시턴스의 79.3%의 순환 안정성을 유지하였다. 이와 같이 공액성 구성성분들이 서로 포개져서 밀집되게 형성된 $(PANi/ERGO)_{20}$ 전극 내부에 고리형 다인산 화합물 나노입자를 이용한 구조변환을 통해서 전극의 전기화학적 특성을 개선할 수 있음을 확인하였다.

Electrochemical Properties of LiNi0.8Co0.16Al0.04O2 and Surface Modification with Co3(PO4)2 as Cathode Materials for Lithium Battery

  • Ryu, Kwang-Sun;Lee, Sang-Hyo;Park, Yong-Joon
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제29권9호
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    • pp.1737-1741
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    • 2008
  • The electrochemical and thermal stability of $LiNi_{0.8}Co_{0.16}Al_{0.04}O_2$ were studied before and after $Co_3(PO_4)_2$ coating. Different to conventional coating material such as $ZrO_2$ or AlPO4, the coating layer was not detected clearly by TEM analysis, indicating that the $Co_3(PO_4)_2$ nanoparticles effectively reacted with surface impurities such as $Li_2CO_3$. The coated sample showed similar capacity at a low C rate condition. However, the rate capability was significantly improved by the coating effect. It is associated with a decrease of impedance after coating because impedance can act as a major barrier for overall cell performances in high C rate cycling. In the DSC profile of the charged sample, exothermic peaks were shifted to high temperatures and heat generation was reduced after coating, indicating the thermal reaction between electrode and electrolyte was sucessfully suppressed by $Co_3(PO_4)_2$ nanoparticle coating.

유기 트랜지스터를 위한 자가조립단층을 이용한 ITO의 습식 표면개질 (Wet Chemical Surface Modification of ITO by Self Assembled Monolayer for Organic Thin Film Transistor)

  • 지승현;김수호;고재환;박훈;이광훈;윤영수
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2007년도 하계학술대회 논문집 Vol.8
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    • pp.450-450
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    • 2007
  • Indium tin oxide (ITO), which is used as an electrode in organic thin film transistors (OTFT), was modified with a self-assembled monolayer (SAM) by wet chemical surface modification. The surface of the ITO was treated by dipping method in a solution of 2-chloroethane phosphonic acid (2-CEPA) at room temperature. The work function in the ITO which was modified with the SAM in the 2-CEPA had 5.43eV. A surface energy and a transmittance were unchanged in an error range. On this study, therefore, possibility of ohmic contact is showed in the interface between the ITO and the organic semiconductors. These results suggest that the treatment of the ITO with the SAM can greatly enhance the performance of the OTFT.

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