• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제10권3호
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• pp.294-301
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• 2019

The quasi-solid-state hybrid electrolytes were synthesized by chemical cross-linking reaction of methacrylate-functionalized $SiO_2$ ($MA-SiO_2$) and tetra (ethylene glycol) diacrylate in aqueous electrolyte. A quasi-solid-state electrolyte synthesized by 6 wt.% $MA-SiO_2$ exhibited a high ionic conductivity of $177mS\;cm^{-1}$ at room temperature. The electrochemical $H_2$ sensor assembled with quasi-solid-state electrolyte showed relatively fast response and high sensitivity for hydrogen gas at ambient temperature, and exhibited better durability and stability than the liquid electrolyte-based sensor. The simple construction of the sensor and its sensing characteristics make the quasi-solid-state hydrogen sensor promising for practical application.

• 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 Li_1.5Al_0.5Ti_1.5P₃O₁₂ (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 LiNi_0.83Co_0.11Mn_0.06O₂ (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.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제10권3호
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• pp.1102-1106
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• 2015

A hybrid supercapacitor (HS) is an energy storage device used to enhance the low weight energy density (Wh/kg) of a supercapacitor. On the other hand, a sudden decrease in capacity has been pointed out as a reliability problem after many charge/discharge cycles. The reliability problem of a HS affects the early aging process. In this study, the capacity performance of a HS was observed after charge/discharge. For detailed analysis of the initial charge/discharge cycles, the charge and discharge curve was measured at a low current density. In addition, a solid electrolyte interphase (SEI) layer was confirmed after the charge/discharge. A HC composed of a lithium titanate (LTO) anode and active carbon cathode was used. The charge/discharge efficiency of the first cycle was lower than the late cycles and the charge/discharge rate was also lower. This behavior was induced by SEI layer formation, which consumed Li ions in the LTO lattice. The formation of a SEI layer after the charge/discharge cycles was confirmed using a range of analysis techniques.

• 한국고분자학회:학술대회논문집
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• 한국고분자학회 2006년도 IUPAC International Symposium on Advanced Polymers for Emerging Technologies
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• pp.67-68
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• 2006

Solid polymer electrolyte is very important in the applications to high energy density lithium batteries of high safety. In this work, solid polymer electrolytes based on PE non-woven matrix, hybrid salt, and anion receptor were successfully prepared. They could provide high ion conduction phase with maintaining mechanical strength. They also showed high electrochemical stability and lithium ion transference number. This new type of solid polymer electrolyte is expected to be a good candidate for rechargeable solid state lithium secondary batteries.

• 전기화학회지
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• 제15권1호
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• pp.1-11
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• 2012

최근 리튬이차전지는 높은 에너지 밀도와 고용량화되어 급속도로 발전하고 있다. 그 중에서도 친환경 수송 장치의 전기자동차가 주목 받고 있는데 이를 위해서는 리튬이차전지의 많은 성능개선이 요구된다. 현재 리튬이차전지는 '하이브리드 전기자동차 (Hybrid Electric Vehicle, HEV)'에 실제 적용되고 있으며 이를 위해서 높은 용량, 긴 수명, 그리고 안전성 확보가 반드시 필요하다. 하지만현재 리튬이차전지에서 리튬이온의 이동을 위해 사용하는 유기전해액의 과열 및 과충전 상태에서 폭발의 위험성을 가지고 있기에 높은 안전성을 가진 고체전해질로의 대체가 시급하다. 따라서 본 연구에서는 리튬이차전지의 안정성 및 성능 개선을 위한 고체전해질의 연구 동향과 출원된 특허 및 논문에 대하여 논의하고자 한다.

• 전기화학회지
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• 제18권2호
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• pp.45-50
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• 2015

본 연구에서는 리튬 이온 전도성 세라믹 고체전해질($Li_{1+x+y}Al_xTi_{2-x}Si_yP_{3-y}O_{12}$, LATP)의 알칼라인 용액 내에서의 화학적 안정성을 증가시키기 위하여, 고체전해질 표면을 질화 공정 처리를 통해 개질하였다. LATP 고체전해질의 화학적 안정성 및 전기화학 특성과 관련된 고체전해질 표면 형상 및 구조 특성 등을 X-선 회절법, X-선 광전자 분광법, 주사 전자 현미경 및 임피던스 측정을 통하여 분석하였다. 질화 처리된 LATP 시료를 30일간 알칼라인 용액에 담지하여, 표면 처리하지 않은 시료와 비교시 향상된 화학적 안정성을 나타냈으며, 이를 하이브리드 리튬-공기 전지에 적용하여 비교시 개선된 충방전 분극 및 효율 특성을 보였다. 이러한 결과를 바탕으로 질화 처리 공정을 통한 표면 개질은 알칼라인 용액내에서의 세라믹 고체전해질의 화학적 안정성을 증가시키는데 효과적으로 도움이 될 것으로 판단된다.

• Environmental Engineering Research
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• 제21권2호
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• pp.203-210
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• 2016

Hybrid materials were obtained modifying the bentonite (BC) and local clay (LC) using hexadecyltrimethylammonium bromide (HDTMA) or the clay were pillared with aluminum followed by modification with HDTMA. The materials were characterized by the SEM, FT-IR and XRD analytical tools. The batch reactor data implied that the uptake of $17{\beta}$-estradiol (E2) by the hybrid materials showed very high uptake at the neutral pH region. However, at higher and lower pH conditions, slightly less uptake of E2 was occurred. The uptake of E2 was insignificantly affected changing the sorptive concentration from 1.0 to 10.0 mg/L and the background electrolyte (NaCl) concentrations from 0.0001 to 0.1 mol/L. Moreover, the sorption of E2 by these hybrid materials was fairly efficient since within 30 mins of contact time, an apparent equilibrium between solid and solution was achieved, and the data was best fitted to the PSO (pseudo-second order) and FL-PSO (Fractal-like-pseudo second order) kinetic models compared to the PFO (pseudo-first order) model. The fixed-bed column results showed that relatively high breakthrough volume was obtained for the attenuation of E2 using these hybrid materials, and the loading capacity of E2 was estimated to be 75.984, 63.757, 58.965 and 49.746 mg/g for the solids BCH, BCAH, LCH and LCAH, respectively.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제17권3호
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• pp.331-337
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• 2006

높은 이온전도도와 충분한 기계적 강도, 전해질 누수가 적은 새로운 형태의 고분자 전해질막(pore-gel SPE)을 연구 개발하였다. 다공성 PVDF-HFP 고분자막의 기공 내에 전해질 용액을 흡수시킨 후 막 내에서 젤화를 진행시켰다. 전해질 용액은 2:2:1의 비를 갖는 PC/EC/DMA에 1M SA(Salicylic acid)를 용해하고 여기에 고분자막을 용해시킬 수 있는 아세톤을 첨가하였다. 초음파를 이용함으로써 고분자막의 용액 흡수율을 증가시키고 또 고분자막에서 젤화를 촉진 시킬 수 있었다. 이렇게 젤화한 막의 이온전도도는 젤화 전 막보다 $1{\sim}2.2$ 배 향상되었고, 인장강도는 gel-type SPE 보다 40 배 증가하였으며, 전해질 누수실험결과 hybrid-type SPE는 13%의 누수를 보였으나 본 연구의 막(pore-gel SPE)은 6%로 감소함을 보였다.

• 전자통신동향분석
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• 제36권3호
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• pp.76-86
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• 2021

Technologies for lithium secondary batteries are now increasingly expanding to simultaneously improve the safety and higher energy and power densities of large-scale battery systems, such as electric vehicles and smart-grid energy storage systems. Next-generation lithium batteries, such as lithium-sulfur (Li-S) and lithium-air (Li-O₂) batteries by adopting solid electrolytes and lithium metal anode, can be a solution for the requirements. In this analysis of battery technology trends, solid electrolytes, including polymer (organic), inorganic (oxides and sulfides), and their hybrid (composite) are focused to describe the electrochemical performance achievable by adopting optimal components and discussing the interfacial behaviors that occurred by the contact of different ingredients for safe and high-energy lithium secondary battery systems. As next-generation rechargeable lithium batteries, Li-S and Li-O₂ battery systems are briefly discussed coupling with the possible use of solid electrolytes. In addition, Electronics and Telecommunications Research Institutes achievements in the field of solid electrolytes for lithium rechargeable batteries are finally introduced.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2006년도 춘계학술대회 논문집 전기기기 및 에너지변환시스템부문
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• pp.341-343
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• 2006

In this paper an integrated model of PV-AF (Photovoltaic-Active Filter) and PV-SPE (Photovoltaic Solid Polymer Electrolyte) system using PSCAD/EMTDC were explained in detail. The main concept of PV-AF system starts from the "harmonics". In order to deliver power to utility, PV system essentially needs a converter system. Here PV-AF system adds the function of active filter to the converter system installed in PV system, which was introduced already in several papers. PV-SPE system has been studied as a replacement of existing hydrogen production technology that emits large amount of carbon dioxide into atmosphere. Until now, these two systems, PV-AF and PV-SPE, have been considered separately. However, in this paper, characteristics and advantages of combined system are discussed in detail.