• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 1996년도 하계학술대회 논문집 C
• /
• pp.1682-1684
• /
• 1996

Recently, because diffusion of cordless machine and smart card and so on, and concern of unpolluted materials, one are concerned with Li secondary batteries. Li secondary batteries have high voltage, high energy density and high power density, and heavy metal pollution problems are little. Mn is low price and is distributed much quantity. Therefore, we investigated $MnO_2$. In this study, we worked the electrochemical properties and charge/discharge characteristics of $MnO_2/Li$ cells. In results, the more heating temperature is high, the more ${\gamma}-phase$ varied ${\beta}-phase$, and when $MnO_2$ is heated at $320^{\circ}C$ and super-s-black 20wt% is mixed, characteristics are the best.

• 마이크로전자및패키징학회지
• /
• 제6권2호
• /
• pp.69-74
• /
• 1999

흑연 및 카본계 재료는 층상구조 내부로 리튬이온을 가역적으로 intercalation /deintercalation시킬 수 있는 특성을 지니고 있다. 리튬이온이 intercalation된 카본의 전기화학적 퍼텐셜은 리튬금속에 가까운 값이므로, 리튬이온전지의 부극용 재료로 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 petroleum pitch를 열분해시킨 후, 700~$1300^{\circ}C$의 서로 다른 온도에서 각각 3시간 동안 열처리한 카본을 사용하였다. XRD 측정 결과, 카본의 결정성은 열처리 온도와 함께 증가하였다. 충방전 특성 시험 및 전해질과 카본전극 표면 사이의 계면 반응특성은 각각 0.1C의 속도로 정전류법에 의한 충방전 시험과 순환전압전류법(CV)에 의해 평가하였으며, 열처리 온도와 충방전 횟수에 따른 용량과의 관계에 대하여 논의하였다. 가역용량(reversible capacity)은 열처리 온도가 증가함에 따라 $1000^{\circ}C$까지는 증가하지만, 그 이상의 온도에서는 약간 감소하는 경향을 보였다. 또한, 충방전 횟수가 증가할수록 충전용량은 감소하지만, 가역특성(reversibility)은 향상되었다.

• 전기화학회지
• /
• 제3권2호
• /
• pp.115-120
• /
• 2000

양극 물질로 산화바나듐 박막, 고체전해질로는 LiPON 박막 그리고 음극 물질로는 리튬 금속 박막을 선택하여 $Li/LiPON/V_2O_5/Pt$ 구조의 전고상 박막 전지를 제작하였고 전지 특성을 평가하였다. 산화바나듐 박막은 여러 산소 분압에서 직류 반응성 스퍼터링으로 증착하여 전기화학적 특성을 분석한 결과 $20\%\;O_2/Ar$비에서 가장 우수한 가역 특성을 나타내었다. 직류 반응성 스퍼터링에 의해 산화바나듐 박막을 제작한 후 진공을 그대로 유지한 상태에서 r.f. 반응성 스퍼터링에 의해 LiPON 고체전해질 박막을 증착하였다. 그 후 dry room내에서 진공 열증착법에 의해 리튬 금속 박막을 증착하여 전고상의 박막 전지를 제작하였다. $Li/LiPON/V_2O_5$ 박막 전지를 전압 범위와 전류 밀도를 변화시켜 충방전 시험을 행한 결과 $7{\mu}A/cm^2$의 전류 밀도와 3.6-2.7 V의 전압범위에서 가장 우수한 가역 특성을 나타내었다. $Li/LiPON/V_2O_5$박막 전지로 초시계를 구동 시켰으며 이는 in-situ공정에 의해 제작된 박막 전지가 소자 에너지원으로의 응용 가능성을 보여 주었다.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
• /
• 제11권4호
• /
• pp.384-391
• /
• 2020

Due to its characteristics of light weight, high energy density, good safety, long service life, no memory effect, and environmental friendliness, lithium-ion batteries (LIBs) are widely used in various portable electronic products. The capacity and performance of LIBs largely depend on the performance of electrode materials. Therefore, the development of better positive and negative materials is the focus of current research. The application of metal organic framework materials (MOFs) derivatives in energy storage has attracted much attention and research. Using MOFs as precursors, porous metal oxides and porous carbon materials with controllable structure can be obtained. In this paper, rod-shaped Co-MOF-74 was grown on Ni Foam (NF) by hydrothermal method, and then Co-MOF-74/NF precursor was heat-treated to obtain rodshaped Co₃O₄/NF. Ni Foam was skeleton structured, which effectively relieved. The change of internal stress changes and destroys the structural volume of the electrode material and reduces the capacity attenuation. Co₃O₄/NF composite material has a specific discharge capacity of up to 1858 mA h/g for the first time, and a reversible capacity of up to 902.4 mA h/g at a current density of 200 mA/g, and has excellent rate and impedance performance. The synthesis strategy reported in this article opens the way to design high-performance electrodes for energy storage and electrochemical catalysis.

• 한국분말재료학회지
• /
• 제28권2호
• /
• pp.150-163
• /
• 2021

Interest in eco-friendly materials with high efficiencies is increasing significantly as science and technology undergo a paradigm shift toward environment-friendly and sustainable development. MXenes, a class of two-dimensional inorganic compounds, are generally defined as transition metal carbides or nitrides composed of few-atoms-thick layers with functional groups. Recently MXenes, because of their desirable electrical, thermal, and mechanical properties that emerge from conductive layered structures with tunable surface terminations, have garnered significant attention as promising candidates for energy storage applications (e.g., supercapacitors and electrode materials for Li-ion batteries), water purification, and gas sensors. In this review, we introduce MXenes and describe their properties and research trends by classifying them into two main categories: transition metal carbides and nitrides, including Ti-based MXenes, Mo-based MXenes, and Nb-based MXenes.

• 전기화학회지
• /
• 제25권3호
• /
• pp.105-112
• /
• 2022

전고체전지의 상용화를 위해서는 상온에서 작동이 가능한 고체전해질 개발이 필수적이며 이온전도도가 높은 물질을 채택하여 전고체전지를 제조해야 한다. 따라서, 기존의 옥사이드 계열의 고체의 이온전도도를 높이기 위하여 이종원소가 도핑된 Li₇La₃Zr₂O₁₂ (LLZO)를 필러소재(Al, Nb-LLZO)로 사용하였으며, 상온에서 작동이 가능하도록 Poly(ethylene oxide)/Poly(propylene carbonate) (PEO/PPC) 기반의 가넷형 무기계 고체고분자 전해질을 제조하였다. 이원금속 원소를 도핑한 가넷형 무기계 필러와 PEO/PPC (1:1 비율로 섞인) 고분자를 1:2.4의 비율로 균일하게 교반하여 전해질을 합성해 상온과 60 ℃에서 전고체 전지의 전기학적 성능을 분석하였다. 제조한 복합 전해질은 이원금속의 도핑으로 인하여 이온전도도가 향상되었으며, PEO 단독으로 사용하는 전해질보다 PPC를 1:1로 첨가하였을 때 이온전도도 향상을 도와 60 ℃ 뿐만 아니라 상온에서 전고체 전지의 용량과 용량 유지율이 개선되었음을 확인하였다.

• 한국세라믹학회지
• /
• 제40권11호
• /
• pp.1085-1089
• /
• 2003

본 연구에서는 리튬이차전지의 음극재료로서 사용되고 있는 Mesocarbon Microbeads (MCMB) 카본 분말에 제2상 첨가물로서 소량의 주석산화물 (SnO$_2$) 을 균일하게 분산 첨가시킴으로써 카본전극 표면을 개질시켰으며, 이에 따른 전극의 전기화학적 특성 변화에 관하여 고찰하였다. 주석산화물 첨가 방법는 전하적정법을 사용하여 Sn 을 MCMB 분말에 삽입시키고, 다시 삽입된 Sn이 산화되도록 대기 중에서 25$0^{\circ}C$로 l 시간동안 후열처리를 하였다. 주석산화물이 첨가된 MCMB 카본분말로 Li/MCMB 전지 cell을 만들어 충방전시험을 수행한 결과, raw MCMB로 만든 전극보다 더 우수한 충방전 용량과 싸이클 특성을 나타내었다. 즉, 주석산화물 삽입에 의해 표면개질된 MCMB 카본 분말은 기존의 MCMB에 비해 높은 초기 방전용량과 충전용량을 나타내었고, 또한 높은 가역특성과 좋은 cycleability를 보였다. 삽입된 SnO$_2$의 양이 증가할수록 높은 가역용량을 나타내었고 비가역용량 역시 높은 값을 나타내었다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제61권3호
• /
• pp.426-438
• /
• 2023

차세대 전지로 주목받는 리튬-황 전지는 높은 에너지 밀도를 갖는 반면, 황의 절연 특성, 셔틀 현상 그리고 부피팽창으로 인하여 상용화에 어려움이 있다. 본 연구에서는 경제적이고 간단한 진공여과 방법으로 바인더와 집전체가 없는 프리스탠딩 전극을 제조하였고 탄소나노튜브(CNT)를 황의 전기전도도 향상을 위하여 사용하였다. 여기서 CNT는 집전체와 도전재 역할을 동시에 수행하였다. 추가로 리튬폴리설파이드의 흡착에 용이한 금속산화물(MO_x, M=Ni, Mg)을 CNT/S 전극에 첨가함으로써 리튬-황 전지의 셔틀반응을 억제하였다. MO_x@CNT/S 전극은 금속산화물을 도입하지 않은 CNT/S 전극에 비해 높은 용량 특성과 사이클 안정성을 나타내었으며, 이는 금속산화물의 우수한 리튬폴리설파이드 흡착 특성으로 인하여 황 활물질의 손실을 억제한 결과이다. MO_x@CNT/S 전극 중에서 NiO를 도입한 NiO@CNT/S 전극은 1 C에서 780 mAh g^-1의 높은 방전용량을 나타내었고 200 사이클 후 134 mAh g^-1으로 극심한 용량 감소가 나타났다. MgO@CNT/S 전극은 비록 초기 사이클에 544 mAh g^-1의 낮은 방전용량을 나타냈지만, 200 사이클까지 용량을 90% 유지하는 우수한 사이클 안정성을 나타내었다. 고용량과 사이클 안정성 확보를 위하여 Ni:Mg를 0.7:0.3의 비율로 혼합한 Ni_0.7Mg_0.3O@CNT/S 전극은 755 mAh g^-1 (1 C)의 초기 방전용량과 200 사이클 후에도 90% 이상의 용량 유지율을 나타내었다. 따라서 이원 금속산화물의 CNT/S 프리스탠딩으로의 적용은 고용량 특성뿐만 아니라 가장 큰 문제인 리튬폴리설파이드의 용출을 효과적으로 개선하여 경제적이고 고성능 리튬-황 전지의 개발이 가능함을 시사한다.

• 한국전기전자재료학회논문지
• /
• 제32권1호
• /
• pp.78-85
• /
• 2019

The effect of various lithium sources such as LiCl, LiOH, and Li-metal on the microstructure and electrochemical properties of granulated $SiO_x$ powders were investigated. Various lithium sources were metallurgically added for a passive pre-lithiation of $SiO_x$ to improve its low initial coulombic efficiency. In spite of using the same amount of Li in various sources, as well as the same process conditions, different lithium silicates were obtained. Moreover, irreversible phases were formed without reduction of $SiO_x$, which might be from additional oxygen incorporation during the process. Accordingly, there were no noticeable electrochemical enhancements. Nevertheless, the $Li_4SiO_4$ phase changes the initial electrochemical reaction, and consequently the relationship between the microstructure and electrochemical properties of metallurgically pre-lithiated $SiO_x$ could provide a guideline for the optimization of the performance of lithium ion batteries.

• 한국세라믹학회지
• /
• 제56권1호
• /
• pp.65-70
• /
• 2019

Simple fabrication of a powdered Ge-reduced graphene oxide (Ge-rGO) composite via spray pyrolysis and reduction is introduced herein. Successful incorporation of the rGO nanosheets with Ge hindered the aggregation of Ge and conferred enhanced structural stability to the composite by alleviating the mechanical stress associated with drastic volume changes during repeated cycling. The Li-ion storage performance of Ge-rGO was compared with that of powdered Ge metal. The reversible discharge capacity of Ge-rGO at the $200^{th}$ cycle was $748mA\;h\;g^{-1}$ at a current density of $1.0A\;g^{-1}$ and Ge-rGO showed a capacity of $375mA\;h\;g^{-1}$ even at a high current density of $5.0A\;g^{-1}$. The excellent performance of Ge-rGO is attributed to the structural robustness, enhanced electrical conductivity, and formation of open channels between the rGO nanosheets, which facilitated electrolyte penetration for improved Li-ion diffusion.