• 전기화학회지
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• 제10권3호
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• pp.213-218
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• 2007

리튬/유황 전지에 적합한 전해질을 조사하기 위하여, 여러 종류의 글라임(glyme)계 가소제를 넣은 폴리비닐리덴플로라이드(poly(vinylidene fluoride):PVdF) 겔 고분자 전해질을 제조하여 전기화학적 특성을 실험하였다. 가소제는 에틸렌옥사이드(ethylene oxide; EO) 구조를 가지는 glyme계 유기용매 중에서, EO의 체인 길이가 다른 트리글라임(triglyme), 테트라글라임(tetraglyme), 폴리글라임(polyglyme (Mn=250, 500))의 네 종류를 사용하였다. 가소제 내의 EO의 체인 길이가 길어질수록 PVdF 겔 고분자 전해질의 이온전도도는 감소하였다. PVdF 겔 고분자 전해질의 가소제로 triglyme을 사용한 경우의 이온전도도가 $5.38{\times}10^{-4}\;S/cm$로 가장 높았으며, polyglyme(Mn=500)를 사용한 경우에는 $2.80{\times}10^{-4}\;S/cm$으로 가장 낮았다. 그러나 계면저항은 tetraglyme을 사용한 경우에 가장 낮게 나타났으며, 이 전해질을 리튬/유황 전지에 적용하였을 때 1232 mAh/g-S(이론용량의 70%)의 높은 초기 방전 용량을 나타내었다.

• 멤브레인
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• 제30권1호
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• pp.38-45
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• 2020

리튬금속전지(LMB)는 매우 큰 이론 용량을 갖지만 단락(short circuit), 수명 감소 등을 야기하는 덴드라이트(dendrite)가 형성되는 큰 문제점을 갖고 있다. 본 연구에서는 poly(dimethylsiloxane) (PDMS)에 graphene oxide (GO) nanosheet를 고르게 분산시킨 PDMS/GO 복합체를 합성하였고 이를 박막 형태로 코팅하여 덴드라이트의 형성을 물리적으로 억제할 수 있는 막의 효과를 이끌어내었다. PDMS의 경우, 그 자체로는 이온 전도체가 아니기 때문에 리튬 이온의 통로를 형성시켜 리튬 이온의 이동을 원활하게 하기 위하여 5wt% 불산(HF)으로 에칭하여 PDMS/GO 박막이 이온전도성을 가질 수 있도록 하였다. 주사전자현미경(scanning electron microscopy, SEM)을 통해 전면 및 단면을 관찰하여 PDMS/GO 박막의 형상을 확인하였다. 그리고 PDMS/GO 박막을 리튬금속전지에 적용하여 실시한 배터리 테스트 결과, 100번째 사이클까지 쿨롱 효율(columbic efficiency)이 평균 87.4%로 유지되었고, 박막이 코팅되지 않은 구리 전극보다 과전압이 감소되었음을 전압 구배(voltage profile)를 통해 확인하였다.

• 전기화학회지
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• 제14권4호
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• pp.208-213
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• 2011

합성된 $BF_3LiMA$ 리튬염을 단량체로 사용하는 고체 고분자전해질을 제조하고 $BF_3LiMA$의 농도가 이온전도도에 미치는 영향 및 전기화학적 안정성을 교류임피던스 측정법과 선형전위주사법을 통하여 평가하였다. 그 결과 $BF_3LiMA$가 12.9 wt%인 고체 고분자전해질에서 $7.71{\times}10^{-6}S\;cm^{-1}$의 가장 높은 $25^{\circ}C$ 이온전도도가 관찰되었으며 이 값을 전후로 이온전도도는 다소 감소하는 경향이 나타났다. 이러한 결과는 저농도의 $BF_3LiMA$에서 발생할 수 있는 리튬염의 부족과 고농도의 $BF_3LiMA$에서는 발생할 수 있는 고분자기질의 유동성 감소가 원인으로 해석된다. 또한 $BF_3LiMA$ 기반의 고체 고분자전해질은 음이온이 고정되어 있는 자기-도핑형 계열로서 $60^{\circ}C$에서 6.0 V까지 우수한 전기화학적 안정성을 보여주었다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제19권5호
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• pp.7-13
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• 2011

The climate change due to the increased consumption with fossil fuel and rise of the oil price have been serious global issues. Automobile industry consumes 30% of the oil every year and causes air pollution and global warming by the exhaust emissions and carbon dioxide ($CO_2$). The demand of two-wheeled vehicle increases every year due to the parking and traffic problem caused by the increased automobiles in the urban area. Approximately 50,000,000 two-wheeled vehicles were produced in 2008. The development and sales of the hybrid two-wheeled vehicle industry become active due to its increased market demands. In this paper, the change of the motor and battery efficiency, driving distance, hill climbing ability with the change of the motor capacity was analyzed. Simulation of the peculiarities in urban driving schedule(World-wide Motorcycle Test Cycle(WMTC), Manhattan driving schedule), constant speed(10 km/h, 35 km/h) of small electronic two-wheeled vehicle was also carried out. Through the simulation result, appropriate capacities of the motor and battery for urban driving was acquired.

• 공업화학
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• 제7권2호
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• pp.362-370
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• 1996

$Li/V_6O_{13}$ 전지의 성능과 poly(acrylonitrile)[PAN]계 폴리머 전해질의 전기화학적인 성질을 조사 하였다. 폴리머 전해질의 이온 전도도는 상온에서 $2.3{\times}10^{-3}S/cm$를 보였으며 리튬 전극과의 상용성도 우수하였다. 또한 4.3V(vs. $Li^+/Li$)까지의 전기화학적인 안정성이 있는 것으로 나타났다. $Li/V_6O_{13}$ 전지 반응은 $V_6O_{13}$ 전극과 폴리머 전해질간의 계면 저항이 지배적 이었다. $V_6O_{13}$내의 리튬 이온의 확산 계수값은 $2.7{\times}10^{-9}{\sim}4.2{\times}10^{-8}cm^2/sec$로 나타났다. $V_6O_{13}$ 활물질의 이용률은 C/8($50{\mu}A/cm^2$)에서 95%였으며 C/4($100{\mu}A/cm^2$)에서는 82%로 각각 나타났다.

• 전기화학회지
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• 제2권2호
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• pp.61-65
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• 1999

리튬이차전지용 양극물질로서 $LiV_3O_8$의 새로운 합성방법이 그 전기화학적 거동을 향상시키는 것으로 제안되고 있다. $LiV_3O_8$을 수용성 lithium trivanadate 겔의 탈수에 의해 잘 분산된 형태로 얻어진다. $LiV_3O_8$의 초음파처리방법은 solutionmethod에 의해 만들어진 초기상태의 $LiV_3O_8$과 비교된다. 수용액상에서 초음파처리 된 물질은 XRD, TGA, SEM등으로 물리적특성을 확인하였다. 이런 방법들은 수용성 $LiV_3O_8$의 초음파처리공정이 결정성을 감소시키고 비표면적과 공간용량을 향상시키는 것으로 나타났다. 특히 2시간 동안 초음파처리한 것은 높은 방전용량을 가지며, 대용량의 손실없이 충방전사이클이 이루어졌다. 따라서, 초음파처리 된 $LiV_3O_8$은 공간용량을 향상시킬 뿐만 아니라 사이클거동 역시 향상되었다.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제15권1호
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• pp.198-206
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• 2024

Given the high theoretical capacity (1,675 mAh g^-1) and the inherent affordability and ubiquity of elemental sulfur, it stands out as a prominent cathode material for advanced lithium metal batteries. Traditionally, sulfur was sequestered within conductive porous carbons, rooted in the understanding that their inherent conductivity could offset sulfur's non-conductive nature. This study, however, pivots toward a transformative approach by utilizing diatom shell (DS, diatomite)-a naturally abundant and economically viable siliceous mineral-as a sulfur host. This approach enabled the development of a sulfurlayered diatomite/S composite (DS/S) for cathodic applications. Even in the face of the insulating nature of both diatomite and sulfur, the DS/S composite displayed vigorous participation in the electrochemical conversion process. Furthermore, this composite substantially curbed the loss of soluble polysulfides and minimized structural wear during cycling. As a testament to its efficacy, our Li-S battery, integrating this composite, exhibited an excellent cycling performance: a specific capacity of 732 mAh g^-1 after 100 cycles and a robust 77% capacity retention. These findings challenge the erstwhile conviction of requiring a conductive host for sulfur. Owing to diatomite's hierarchical porous architecture, eco-friendliness, and accessibility, the DS/S electrode boasts optimal sulfur utilization, elevated specific capacity, enhanced rate capabilities at intensified C rates, and steadfast cycling stability that underscore its vast commercial promise.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제22권1호
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• pp.83-91
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• 2011

We investigated the effect of composition of a sulfur electrode with MWNT on the discharge behavior and cycling property of a Li/S cell. The MWNT content of a 60wt.% sulfur electrode varied from 10 wt.% to 30 wt.%. The optimum content of MWNT is 20wt.%, which shows the best cycling property. The first discharge capacity is 1166 mAh/g and decrease to the 542 mAh/g after 30th cycle. The homogeneous distribution of MWNT is an important factor for cycling properties.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2007년도 제38회 하계학술대회
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• pp.1363-1364
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• 2007

The composites such as Sn-CNTs, $SnSb_{0.5}$-CNTs and $CoSb_3$-CNTs have attracted much attention in the past years owing to their good overall properties. In these samples, intermetallic compounds show high specific capacities. Recently, interest in metal oxides such as $Al_{2}O_{3}$, MgO and $TiO_2$ has been largely stimulated by the realization that they can improve the cycling stability of the Li-ion battery electrodes. The reversible capacity of the $TiO_2$/CNTs composite reaches 168 mAh $g^{-1}$ at the first cycle and remains almost constant during long-term cycling. In this study, a nanocomposite of $TiO_2$/CNTs was prepared by sol-gel method and its electrochemical properties as anode materials for Li-ion batteries were studied by galvanostatic cycling, cyclic voltammograms (CV) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS).

• Journal of Power Electronics
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• 제19권1호
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• pp.220-233
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• 2019

This work aims to study and analyze the various operating modes of universal power converter which is powered by solar and thermoelectric generators. The proposed converter is operated in a DC-DC (buck or boost mode) and DC-AC (single phase) inverter with high efficiency. DC power sources, such as solar photovoltaic (SPV) panels, thermoelectric generators (TEGs), and Li-ion battery, are selected as input to the proposed converter according to the nominal output voltage available/generated by these sources. The mode of selection and output power regulation are achieved via control of the metal-oxide semiconductor field-effect transistor (MOSFET) switches in the converter through the modified stepped perturb and observe (MSPO) algorithm. The MSPO duty cycle control algorithm effectively converts the unregulated DC power from the SPV/TEG into regulated DC for storing energy in a Li-ion battery or directly driving a DC load. In this work, the proposed power sources and converter are mathematically modelled using the Scilab-Xcos Simulink tool. The hardware prototype is designed for 200 W rating with a dsPIC30F4011 digital controller. The various output parameters, such as voltage ripple, current ripple, switching losses, and converter efficiency, are analyzed, and the proposed converter with a control circuit operates the converter closely at 97% efficiency.