• 제목/요약/키워드: Li-Po battery

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올리빈형 $LiFePO_4$ 분말의 전기전도도와 입도 크기에 미치는 도핑의 영향 (Effects of doping on the electrical conductivity and particle size in olivine type $LiFePO_4$ powders)

  • 백진도;하정수;김창삼
    • 한국결정성장학회지
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    • 제18권6호
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    • pp.248-252
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    • 2008
  • 전기전도성이 우수하면서 입자 크기가 작은 $LiFePO_4$ 분말을 얻기 위해서, 이종원소(Cr+B 또는 Cr+Al) 도핑이 $LiFePO_4$의 전기전도도에 미치는 영향과 열처리 조건이 입자 크기에 미치는 영향에 대해서 조사하였다. 조성이 $LiFe_{0.965}Cr_{0.03}B_{0.005}PO_4$ and $LiFe_{0.065}Cr_{0.03}Al_{0.005}PO_4$인 두 종류의 분말을 기계화학적 밀링법으로 혼합 후 $675{\sim}759^{\circ}C$에서 $5{\sim}10$시간 열처리하여 합성하였다. 이종원소 도핑은 입자성장을 촉진하였고 전기전도도를 높이는 효과가 있었다. $LiFe_{0.065}Cr_{0.03}Al_{0.005}PO_4$의 전기전도도는 $1{\times}10^{-8}S/cm$로 도핑하지 않은 것의 $5{\times}10^{-10}S/cm$보다 높았다.

카본소스로서 유기산을 이용한 $LiFePO_4$의 고상 합성법 (Synthesis of $LiFePO_4$ by solid-state reaction using organic acids as carbon sources)

  • Kam, Dae-Woong;Kim, Ke-Tack;Kim, Hyun-Soo;Son, Young-Guk
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.279-279
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    • 2009
  • $LiFePO_4$는 낮은 전기전도도로 인하여 전이금속의 도핑과 카본코팅으로 전기화학적 특성을 향상시키려는 연구가 많이 되어 왔다. 또한 다양한 합성법으로 $LiFePO_4$의 입자사이즈를 최적화 하기 위해 많은 연구가 진행중이다. 특히 고상 합성법은 결정의 미세화가 가능하고, 상온에서 쉽고 용이하게 원소간의 합금화 및 화학반응을 유도하는 등의 장점으로 인해 가장 널리 사용하고 있는 합성법중 하나이다. 이번 연구에서도 고상합성법을 사용하여 $LiFePO_4$를 합성했으며, 카본소스로서 카르복시산등의 유기산을 사용하여 코팅을 시도해 보았다. 이렇게 합성된 $LiFePO_4$의 물리적 측정을 통하여 입사의 형상 및 크기를 관찰하였고, 하프셀을 구성하여 전기화학적 특성을 확인하였다.

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Prediction of Lithium Diffusion Coefficient and Rate Performance by using the Discharge Curves of LiFePO4 Materials

  • Yu, Seung-Ho;Park, Chang-Kyoo;Jang, Ho;Shin, Chee-Burm;Cho, Won-Il
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제32권3호
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    • pp.852-856
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    • 2011
  • The lithium ion diffusion coefficients of bare, carbon-coated and Cr-doped $LiFePO_4$ were obtained by fitting the discharge curves of each half cell with Li metal anode. Diffusion losses at discharge curves were acquired with experiment data and fitted to equations. Theoretically fitted equations showed good agreement with experimental results. Moreover, theoretical equations are able to predict lithium diffusion coefficient and discharge curves at various discharge rates. The obtained diffusion coefficients were similar to the true diffusion coefficient of phase transformation electrodes. Lithium ion diffusion is one of main factors that determine voltage drop in a half cell with $LiFePO_4$ cathode and Li metal anode. The high diffusion coefficient of carbon-coated and Cr-doped $LiFePO_4$ resulted in better performance at the discharge process. The performance at high discharge rate was improved much as diffusion coefficient increased.

The Electrochemical Performance of Li3V2(PO4)3/Graphene Nano-powder Composites as Cathode Material for Li-ion Batteries

  • Choi, Mansoo;Kim, Hyun-Soo;Lee, Young Moo;Jin, Bong-Soo
    • Journal of Electrochemical Science and Technology
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    • 제5권4호
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    • pp.109-114
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    • 2014
  • The $Li_3V_2(PO_4)_3$/graphene nano-particles composite was successfully synthesized by a facile sol-gel method. The addition of a graphene in $Li_3V_2(PO_4)_3(LVP)$(LVP) showed the high crystallinity and influenced the morphology of the $Li_3V_2(PO_4)_3$ particles observed in X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM). The LVP/graphene samples were well connected, resulting in fast charge transfer. The effect of the addition graphene nano-particles on electrochemical performance of the materials was investigated. Compared with the pristine LVP, the LVP/graphene composite delivered a higher discharge capacity of $122mAh\;g^{-1}$ at 0.1 C-rate, better rate capability and cyclability in the potential range of 3.0-4.3 V. The electrochemical impedance spectra (EIS) measurement showed the improved electronic conductivity for the LVP/graphene composite, which can ensure the high specific capacity and rate capability.

Preparation and Electrochemical Properties of LiFePO4-PSS Composite Cathode for Lithium-ion Batteries

  • Nguyen, Hiep Van;Jin, En Mei;Gu, Hal-Bon
    • Transactions on Electrical and Electronic Materials
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    • 제13권4호
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    • pp.177-180
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    • 2012
  • In this study, we prepared $LiFePO_4$- poly (sodium 4-styrenesulfonate) (PSS) composite by the hydrothermal method and ball-milling process. Different wt% PSS were added to $LiFePO_4$. The cathode electrodes were made from mixtures of $LiFePO_4$-PSS: SP-270: PVDF in a weighting ratio of 70%: 25%: 5%. $LiFePO_4$-PSS powders were characterized by X-ray diffraction (XRD), and scanning electron microscopy (SEM). The electrochemical properties of $LiFePO_4$-PSS/Li batteries were analyzed by cyclic voltammetry, charge/discharge tests, and AC impedance spectroscopy. A Li/$LiFePO_4$-PSS battery with 4.75 wt% PSS shows the best electrochemical properties, with a discharge capacity of 128 mAh/g.

Comparative Study of Non-Electrochemical Hysteresis Models for LiFePO4/Graphite Batteries

  • Ma, Jiachen;Xie, Jiale;Bai, Kun
    • Journal of Power Electronics
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    • 제18권5호
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    • pp.1585-1594
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    • 2018
  • The estimation of $LiFePO_4$/graphite battery states suffers from the prominent hysteresis phenomenon between the respective open-circuit voltage curves towards charging and discharging. A lot of hysteresis models have been documented to investigate the hysteresis mechanism. This paper reviews and deeply interprets four non-electrochemical hysteresis models and some improvements. These models can be conveniently incorporated into commonly used equivalent circuit models to reproduce battery behaviors. Through simulation and experimental comparisons of voltage predictions and state-of-charge estimations, the pros and cons of these models are presented.

카본 나노파이버가 도핑된 리튬이온전지의 전기화학적 특성 (Electrochemical Characteristics of Lithium-ion Battery with Doped Graphite Nanofiber)

  • ;;구할본
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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    • pp.137.1-137.1
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    • 2011
  • 올리빈 구조의 $LiFePO_4$ 정극 활물질은 $650^{\circ}C$에서 고상법으로 제조되었다. $LiFePO_4$의 전자전도도를 향상시키기 위하여 graphite nanofiber(GNF)를 각각 3wt%, 5wt%, 7wt%, 9wt% 첨가하여 $LiFePO_4$-C를 제조하였다. 제조된 분말의 입자 형태를 확인하기 위하여 X-ray diffraction(XRD)과 File Electronic Scaning Electromicroscopy(FE-SEM)를 측정하였다. XRD결과로부터 제조된 분말은 모두 순수한 결정 구조를 나타내었고 입자의 크기는 약 200nm였다. 5wt% GNF를 첨가한 $LiFePO_4$-C는 기타 첨가량에 비해 방전용량이 가장 높았다. 첫 사이클의 용량은 151.73mAh/g 나타났고 50 사이클 뒤에도 92% 이상을 유지하고 있었다. 첨가하지 않은 것에 비해 43% 증가하였다. $LiFePO_4$-C(3wt%), $LiFePO_4$-C(7wt%), $LiFePO_4$-C(9wt%)의 첫 사이클 방전용량은 각각 147.94mAh/g, 136.64mAh/g, 121.07mAh/g 나타났다. $LiFePO_4$-C(5wt%)에 비해 용량은 떨어쪘지만 순수한 $LiFePO_4$보다 많이 높았다. 임피던스 결과를 보면 기타 첨가량에 비해 $LiFePO_4$-C(5wt%)의 저항 제일 낮았다. 이는 충방전 결과와 일치하였다. graphite nanofiber의 첨가로 인하여 $LiFePO_4$ 정극 활물질의 전자전도도가 높아지고, 따라서 전기화학적 특성도 크게 향상되었다.

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IT 융합 회전익 무인항공기의 자동 착륙 임무수행 (Autolanding Mission Planning of the IT Convergence Hoverable UAV)

  • 정성훈;김현수
    • 한국융합학회논문지
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    • 제8권6호
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    • pp.9-16
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    • 2017
  • Li-Po 에너지 밀도의 기술적 진보의 한계로 회전익 무인항공기의 비행시간은 제한적이기 때문에, 연구원들은 회전익 무인항공기의 완전한 자율 임무 수행을 위하여 우회 해결책을 찾고 있다. 몇 가지 후보 해결책들 중, 자동 무선 충전이 가장 가능성 있고 현실적인 후보이며, 본 논문에서는 자동 무선 충전의 주요 기술인 자동 착륙 전략에 초점을 맞추고 있다. MATLAB/Simulink를 기반으로 Li-Po 배터리팩 시뮬레이터를 포함한 회전익 무인항공기 비행 시뮬레이터를 개발하였으며, 이를 통해 비행 상태 및 배터리팩 상태를 분석하였다. 이륙할 때 1,647 W의 최대 모터 출력이 발생하였고, 이때 셀 전압은 최소 3.39 V까지 감소하였다. 이는 22 Ah를 지니고 12S1P로 연결된 2개의 배터리팩이 자동 착륙 임무수행에 적합하다는 것을 나타낸다.

리튬이차전지용 양극재 개발 동향 (The Research and Development Trend of Cathode Materials in Lithium Ion Battery)

  • 박홍규
    • 전기화학회지
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    • 제11권3호
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    • pp.197-210
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    • 2008
  • 리튬이차전지용 양극재는 전지 성능발전과 더불어 다양하게 발전되어 왔다. 처음으로 채용된 $LiCoO_2$는 초기의 부족한 성능을 도핑이나 표면개질이라는 기술을 채용하여 지속적인 발전을 거듭하면서 최근 4.3V에 가까운 충전전압에서도 적용 가능하게 되었다. 한편으로 응용기기가 복잡해지면서 요구되는 특성도 한층 강화되었다. 높은 작동전압 뿐만 아니라 고용량이 요구되면서 새로운 재료에 대한 연구개발이 시작되었고, 그 중에서도 ${LiNi}_{1-x}{M_xO_2}$, $Li[Ni_{x}Mn_{y}Co_{z}]O_{2}$, $Li[{Ni}_{1/2}{Mn}_{1/2}]O_{2}$등 다양한 재료들이 개발되기에 이르렀다. 최근에는 고유가에 따라 전기자동차용 개발이활발해지면서 고안전성의 새로운 재료가 필요하게 되었고, 이러한 요구에 수렴하여 ${LiMn_2}{O_4}$, $LiFePO_4$와 같은 안전성이 매우 우수한 재료가 개발되었다. 향 후 양극재 부분은 이외에도 다양한 상들이 고용량과 동시에 안전성이 뛰어난 고용체를 이루고 있는 복합체 양극재를 비롯하여 다양한 재료들이 개발될 것으로 여겨진다.