• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2000년도 하계학술대회 논문집
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• pp.548-551
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• 2000

Spinel phase LiF $e_{y}$M $n_{2-y}$ $O_4$samples are synthesized by calcining a LiOH.$H_2O$, Mn $O_2$and F $e_2$ $O_3$mixture at 80$0^{\circ}C$ for 36h in air. Preparing LiF $e_{y}$M $n_{2-y}$ $O_4$showed spinel phase with cubic phase. The ununiform distortion of the crystallite of the spinel LiF $e_{y}$M $n_{2-y}$ $O_4$was more stable than that of the pure. The discharge capacity of the cathode for the Li/LiF $e_{0.1}$M $n_{1.9}$ $O_4$cell at the first than that of the pure. The discharge capacity of the cathode for the Li/LiF $e_{0.1}$M $n_{1.9}$ $O_4$cell at the first cycle and at the 70th cycle was about 113 and 90mAh/g, respectively. This cell capacity was retained about 82% of the first cycle after 70th cycle. Impedance profile of this cell was more stable than that pure. The resistance, the capacitance and chemical diffusion coefficients of lithium ion showed approximately 80$\Omega$, 36133.87$\mu$F ; 1.4$\times$10$^{-8}$ c $m^2$ $s^{-1}$ , respectively. , respectively.ely.

• 한국재료학회지
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• 제5권3호
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• pp.379-386
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• 1995

LiOH-$H_{3}$BO_{3}$ 용액중에서의 Zircaloy-4 핵연료 피복관의 부식가속과 억제현상을 조사하고 이러한 부식특성에 미치는 Li 및 B의 영향을 해석하기 위하여, 여러 조건의 LiOH-$H_{3}$BO_{3}$ 용액을 사용하여 35$0^{\circ}C$, 165bar의 고온, 고압 조건에서 Zircaloy-4 피복관의 노외 부식시험을 수행하였다. 원전 수화학 모의조건에 대응되는 용액 중에서의 부식속도의 천이는 물 분위기에서 보다 빨리 발생되고 천이후 물 분위기와 거의 유사한 부식속도를 나타내는 천이적 후의 부식거동을 보였다. 한편 pH의 변화는 부식특성에 큰 영향을 미치지 않았다. 부식가속과 억제 모의실험으로부터, 산화막내로 침투하는 Li의 양이 용액중 Li 농도에 크게 의존하며, Li 농도가 일정하게 정해진 용액의 경우 B 첨가에 관계없이 산화막내에 일정량의 Li이 농축될수 있다는 가정을 제시하였다. 또한 B 첨가에 의한 부식억제가 B 또는 B-(OH) 화합물의 산화막내 Li 침투 억제에 의한 것이 아니라 일들에 의해 산화막내로 산화성 성분의 이동이 억제되는데 기인할 수 있음을 제시하였다. 부식가속 개시점에 대응되는 산화막 두께측정 결과와 용액내 Li 농도간의 관계로부터, 용액중 Li 농도가 높을수록 부식가속이 얇은 산화막 두께에서 시작됨을 알았다. 특히 노내조건에서의 핵연료 피복관의 부식가속이 산화막내 Li 농축에 의해 일어나는 부식특성으로 해석될 수 있음을 보였다.

• 한국세라믹학회:학술대회논문집
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• 한국세라믹학회 2000년도 춘계총회,특별강연,심포지움,연구발표회
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• pp.74.1-74.1
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• 2000

• 전기화학회지
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• 제3권3호
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• pp.131-135
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• 2000

[ $LiMn_2O_4$ ]박막전지의 충방전 사이클에 따른 용량 감소의 원인을 파악하기 위하여, $LiMn_2O_4/1M\;LiClO_4-PC/Li$전지를 구성하여 충방전 사이클에 따른 AC impedance분석을 수행하였다. 적절한 등가회로를 이용하여 비선형 최소자승 맞춤에서 얻은 값이 Impedance측정 결과와 잘 일치하였다. 충방전에 따른 정전용량은 초기의 급격한 감소를 보인 이후 완만한 감소를 보였다. 충방전 사이클이 초기 70-100사이클까지는 저항 성분 중 양극전해질 계면의 전하 전달저항 성분이 급격히 증가하다가 이후 안정된 값을 보임으로 초기 급격한 용량변화의 원인으로 파악되었다. 전하전달 저항이 안정된 이후에는 Warburg저항이 충방전에 따라 조금씩 증가하였으며, LiMn2O4박막의 화학확산 계수가 사이클에 따라 초기 $5.15\times10^{-11}cm^2/sec$에서 800사이클이 지난 후 $6.3\times10^{-12}cm^2/sec$로 점차 감소하는 것이 관찰되어 100사이클이 후의 용량감소의 지배적 원인으로 파악하였다. Warburg저항의 증가는 Jahn-Teller변형 또는 Mn용해에 의한 것으로 추정하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제55권2호
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• pp.242-246
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• 2017

고온에서 Mn 이온 용출에 의한 성능저하를 보이는 스피넬 결정구조의 $LiMn_2O_4$ 양극 하이브리드 커패시터의 대안으로 열안정성이 높은 올리빈 결정구조의 $LiFePO_4$ 기반 복합양극 소재의 적용가능성을 연구하였다. $LiFePO_4$/활성탄셀을 이용한 1.0~2.3 V의 충 방전을 통한 수명평가에서 상온($25^{\circ}C$) 및 고온($60^{\circ}C$) 조건 모두에서 충 방전 사이클이 진행됨에 따라 음극(활성탄)의 저전압화에 따른 열화로 인한 용량저하 현상이 나타났다. 이의 해결을 위해 50:50 중량비율로 $LiFePO_4/LiMn_2O_4$, $LiFePO_4$/Activated carbon 및 $LiNi_{1/3}Co_{1/3}Mn_{1/3}O_2$ 복합양극을 제조하여 모노셀 충 방전 실험을 수행한 결과, 층상구조의 $LiNi_{1/3}Co_{1/3}Mn_{1/3}O_2$를 사용한 전극이 안정적인 전압거동을 보였다. 또한, 2.3 V 및 $80^{\circ}C$에서 1,000시간 부하를 통한 고온 안정성 실험에서도 $LiNi_{1/3}Co_{1/3}Mn_{1/3}O_2$ 복합양극이 상용 $LiMn_2O_4$ 양극에 비해 약 2배 가량 높은 방전용량 유지율을 보였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2011년도 춘계학술발표대회
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• pp.5-5
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• 2011

The research and development of hybrid electric vehicle (HEV), plug-in hybrid electric vehicle (PHEV) and electric vehicle (EV) are intensified due to the energy crisis and environmental concerns. In order to meet the challenging requirements of powering HEV, PHEV and EV, the current lithium battery technology needs to be significantly improved in terms of the cost, safety, power and energy density, as well as the calendar and cycle life. One new technology being developed is the utilization of composite cathode by mixing two different types of insertion compounds [e.g., spinel $LiMn_2O_4$ and layered $LiMO_2$ (M=Ni, Co, and Mn)]. Recently, some studies on mixing two different types of cathode materials to make a composite cathode have been reported, which were aimed at reducing cost and improving self-discharge. Numata et al. reported that when stored in a sealed can together with electrolyte at $80^{\circ}C$ for 10 days, the concentrations of both HF and $Mn^{2+}$ were lower in the can containing $LiMn_2O_4$ blended with $LiNi_{0.8}Co_{0.2}O_2$ than that containing $LiMn_2O_4$ only. That reports clearly showed that this blending technique can prevent the decline in capacity caused by cycling or storage at elevated temperatures. However, not much work has been reported on the charge-discharge characteristics and related structural phase transitions for these composite cathodes. In this presentation, we will report our in situ x-ray diffraction studies on this mixed composite cathode material during charge-discharge cycling. The mixed cathodes were incorporated into in situ XRD cells with a Li foil anode, a Celgard separator, and a 1M $LiPF_6$ electrolyte in a 1 : 1 EC : DMC solvent (LP 30 from EM Industries, Inc.). For in situ XRD cell, Mylar windows were used as has been described in detail elsewhere. All of these in situ XRD spectra were collected on beam line X18A at National Synchrotron Light Source (NSLS) at Brookhaven National Laboratory using two different detectors. One is a conventional scintillation detector with data collection at 0.02 degree in two theta angle for each step. The other is a wide angle position sensitive detector (PSD). The wavelengths used were 1.1950 ${\AA}$ for the scintillation detector and 0.9999 A for the PSD. The newly installed PSD at beam line X18A of NSLS can collect XRD patterns as short as a few minutes covering $90^{\circ}$ of two theta angles simultaneously with good signal to noise ratio. It significantly reduced the data collection time for each scan, giving us a great advantage in studying the phase transition in real time. The two theta angles of all the XRD spectra presented in this paper have been recalculated and converted to corresponding angles for ${\lambda}=1.54\;{\AA}$, which is the wavelength of conventional x-ray tube source with Cu-$k{\alpha}$ radiation, for easy comparison with data in other literatures. The structural changes of the composite cathode made by mixing spinel $LiMn_2O_4$ and layered $Li-Ni_{1/3}Co_{1/3}Mn_{1/3}O_2$ in 1 : 1 wt% in both Li-half and Li-ion cells during charge/discharge are studied by in situ XRD. During the first charge up to ~5.2 V vs. $Li/Li^+$, the in situ XRD spectra for the composite cathode in the Li-half cell track the structural changes of each component. At the early stage of charge, the lithium extraction takes place in the $LiNi_{1/3}Co_{1/3}Mn_{1/3}O_2$ component only. When the cell voltage reaches at ~4.0 V vs. $Li/Li^+$, lithium extraction from the spinel $LiMn_2O_4$ component starts and becomes the major contributor for the cell capacity due to the higher rate capability of $LiMn_2O_4$. When the voltage passed 4.3 V, the major structural changes are from the $LiNi_{1/3}Co_{1/3}Mn_{1/3}O_2$ component, while the $LiMn_2O_4$ component is almost unchanged. In the Li-ion cell using a MCMB anode and a composite cathode cycled between 2.5 V and 4.2 V, the structural changes are dominated by the spinel $LiMn_2O_4$ component, with much less changes in the layered $LiNi_{1/3}Co_{1/3}Mn_{1/3}O_2$ component, comparing with the Li-half cell results. These results give us valuable information about the structural changes relating to the contributions of each individual component to the cell capacity at certain charge/discharge state, which are helpful in designing and optimizing the composite cathode using spinel- and layered-type materials for Li-ion battery research. More detailed discussion will be presented at the meeting.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제26권4호
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• pp.83-88
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• 2019

화학양론적 조성과 비화학양론적 조성을 갖는 LiBaPO₄:Eu²⁺ 계 형광체를 고상반응으로 제조한 후 환원 분위기에서 열처리한 다음 분말의 결정구조와 광 특성을 X선 회절 분석과 발광 분석을 통하여 조사하였다. XRD 분석 결과, 900℃에서 중간상으로서 Ba₃(PO₄)₂ 상이 주 결정상 LiBaPO₄와 함께 나타났다. 1,100℃에서 낮은 농도의 유로피움이 도핑된 조성의 결정구조는 삼방정(trigonal) 구조에 속하는 반면, 4 mol% Eu²⁺ 이상의 조성에서는 단사정(monoclinic) 계를 나타내었다. 4 mol% 이상의 Eu²⁺이 첨가된 비화학양론적 조성에서는 단일상의 LiBaPO₄가 형성되었다. 단일상의 LiBaPO₄:Eu²⁺ 계 형광체는 480nm에서의 청록색 발광스펙트럼을 나타내었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2000년도 추계학술대회 논문집
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• pp.351-354
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• 2000

AC impedance of LiM $n_2$ $O_4$ and LiM $g_{0.1}$M $n_{1.9}$ $O_4$ samples have been studied at various temperature with charge-discharge test. AC impedance of LiM $n_2$ $O_4$ measured at -2$0^{\circ}C$, room temperature and 5$0^{\circ}C$ revealed that initial impedance before charge-discharge test was gradually decreased and become small by becoming law temperature. It indicates that the Li ion diffusion and the transfer resistance of the cathode are related to the temperature of cycling. Impedance at high temperature was suddenly increased because Mn dissolution and decomposition of electrolyte had been increased during cycling, compared to impedance at low temperature. Therefore, charge-discharge capacity was suddenly decreased at high but was slowly at low. In LiM $g_{0.1}$M $n_{1.9}$ $O_4$, impedance and capacity were stability at room temperature than there at 5$0^{\circ}C$, too. Initial impedance at 5$0^{\circ}C$ before charge-discharge test was small and impedance was suddenly increased during cycling than that at room temperature.ure.ure.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제18권8호
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• pp.702-707
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• 2005

Spinel $LiMn_2O_4$ has become appealing because manganese is inexpensive and environmentally benign. In general, cathodes for lithium ion batteries include carbon as a conductive agent that provides electron transfer between the active material and the current collector. In this work, we selected Acetylene Black and Super P Black as conductive agents, and then carried out their comparative investigation for the performances of the $Li/LiMn_2O_4$ cells using different conductive agents with different particle size. In addition, their electrochemical impedance characteristic of $Li/Mn_2O_4$ cells using different conductive agents is effectively identified through a.c. impedance technique. As a consequence, $Li/LiMn_2O_4$ cells with Super P Black show better electrochemical performances ascribed to the significant contribution of feasible ionic conduction due to larger particle size than those with Acetylene Black.

• 대한화학회지
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• 제35권4호
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• pp.324-328
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• 1991

$Li_2SO_4$를 기질로 한 Li$_2SO_4-CaSO_4$4 계를 합성하여 상온에서 700$^{\circ}C$까지의 온도구간에서 구조와 전도성을 연구하였다. CaSO$_4$의 몰비가 5${\%}$ 이상일 경우 Li$_2SO_4-CaSO_4$는 고용체를 형성하지 않음을 규명하였다. 치환되는 Ca$^{2+}$ 이온에 의해 단사정계에서 면심입방으로의 전이온도는 다소 낮아졌다. 단사정계의 전도도는 Ca$^{2+}$ 치환에 의해 생성되는 Li 공위에 의해 증가되나 면심입방구조의 전도도는 Ca$^{2+}$ 치환에 별 영향을 받지 않았다.