• 한국분말재료학회지
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• 제10권1호
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• pp.21-25
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• 2003

The Sn - graphite composites were prepared by chemical encapsulation method for anode materials in Li-ion batteries. EDS and XRD analysis confirmed the presence of Sn in the graphite structure. Cyclic voltammometry (CV) measurement shows extra reduction and oxidation peaks, which might to be related to the formations of $Li_xSn$ alloy compounds. Graphite-tin composite electrodes demonstrated higher Lithium storage capacities than graphite electrodes. Due to the nature of fine Sn particles on graphite surface, the graphite-tin composite electrodes have shown a good cycle properties.

• 공업화학전망
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• 제23권5호
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• pp.12-20
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• 2020

최근 층상구조를 가진 전이금속 칼코겐 화합물이 새로운 고성능 리튬이온전지 음극소재로서 주목받고 있다. 층상구조 물질들의 고성능 전극 소재 활용에 있어 박리를 이용한 정확한 층의 개수 조절은 전기화학 반응성을 증가시키고, 전극 필름 내에서의 균일한 거동을 위해서 매우 중요하다. 볼 밀링 공정은 이차전지 전극 소재 제조에 있어서 주로 물질의 분쇄나 고상 화학반응을 유도하여 합금 형태의 전극 소재 개발에 보편적으로 사용되는 공정이나, 층상구조를 가진 전이금속 칼코겐 화합물에 적용하면 층상구조 물질에 고체윤활작용을 일으켜 박리가 촉진된다. 이러한 성질을 이용하여 다양한 종류의 전이금속 칼코겐 화합물(예: MoS₂, MoSe₂, NbSe₂)에 적절한 카본 매트릭스 물질과 복합화를 통해 새로운 전극 소재를 합성하고, 이를 통해 고성능 리튬이온전지 음극 소재를 제조하는 연구 동향에 대해 보고하고자 한다.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제5권1호
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• pp.1-18
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• 2014

Li-air cell is an exotic type of energy storage and conversion device considered to be half battery and half fuel cell. Its successful commercialization highly depends on the timely development of key components. Among these key components, the catalyst (i.e., the core portion of the air electrode) is of critical importance and of the upmost priority. Indeed, it is expected that these catalysts will have a direct and dramatic impact on the Li-air cell's performance by reducing overpotentials, as well as by enhancing the overall capacity and cycle life of Li-air cells. Unfortunately, the technological advancement related to catalysts is sluggish at present. Based on the insights gained from this review, this sluggishness is due to challenges in both the commercialization of the catalyst, and the fundamental studies pertaining to its development. Challenges in the commercialization of the catalyst can be summarized as 1) the identification of superior materials for Li-air cell catalysts, 2) the development of fundamental, material-based assessments for potential catalyst materials, 3) the achievement of a reduction in both cost and time concerning the design of the Li-air cell catalysts. As for the challenges concerning the fundamental studies of Li-air cell catalysts, they are 1) the development of experimental techniques for determining both the nano and micro structure of catalysts, 2) the attainment of both repeatable and verifiable experimental characteristics of catalyst degradation, 3) the development of the predictive capability pertaining to the performance of the catalyst using fundamental material properties. Therefore, under the current circumstances, it is going to be an extremely daunting task to develop appropriate catalysts for the commercialization of Li-air batteries; at least within the foreseeable future. Regardless, nano materials are expected to play a crucial role in this field.

• 대한금속재료학회지
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• 제48권3호
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• pp.262-267
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• 2010

$LiNi_{1-x}Mg_xO_2$(x=0, 0.025, 0.05, 0.075, 0.1) samples were synthesized by the solid-state reaction method. The crystal structure was analyzed by X-ray powder diffraction and Rietveld refinement. $LiNi_{1-x}Mg_xO_2$samples give single phases of hexagonal layered structures with a space group of R-3m. The calculated cation-anion distances and angles from the Rietveld refinement were changed with Mg contents in $LiNi_{1-x}Mg_xO_2$. The thicknesses of $NiO_2$ slabs were increased and the distances between the $NiO_2$ slabs were decreased with the increase in Mg contents in the samples. The electrical conductivities of sintered $LiNi_{1-x}Mg_xO_2$ samples were around $10^{-2}$ S/cm at room temperature. The electrochemical performances of $LiNi_{1-x}Mg_xO_2$were evaluated by coin cell test. Compared to $LiNiO_2$, $LiNi_{0.95}Mg_{0.05}O_2$ exhibited improved high-rate capability and cyclability due to the well-ordered layered structure by doping of Mg ion.

• Nano
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• 제13권11호
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• pp.1850135.1-1850135.8
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• 2018

A one-step high-temperature solvothermal approach to the synthesis of monolayer or bilayer $MoS_2$ anchored onto reduced graphene oxide (RGO) sheet (denoted as $MoS_2/RGO$) is described. It was found that single-layered or double-layered $MoS_2$ were synthesized directly without an extra exfoliation step and well dispersed on the surface of crumpled RGO sheets with random orientation. The prepared $MoS_2/RGO$ composites delivered a high reversible capacity of $900mAhg^{-1}$ after 200 cycles at a current density of $200mAg^{-1}$ as well as good rate capability as anode active material for lithium ion batteries. This one-step high-temperature hydrothermal strategy provides a simple, cost-effective and eco-friendly way to the fabrication of exfoliated $MoS_2$ layers deposited onto RGO sheets.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제14권2호
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• pp.122-130
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• 2003

Li/S 이차전지의 유황양극의 전기전도도를 향상시키고 유황이 충방전시 전해질내로 용출되는 것을 방지하기 위하여 multi-walled carbon nanotubes (MWNTs)를 thermal CVD 방법으로 제조하여 유황양극에 첨가하였다. 실험결과 첫 사이클에서 Li/S 이차전지의 방전용량은 485mAh/g-sulfur이었고, MWNT 첨가 이후에 유황양극의 cycle life와 rate-capability가 향상되는 것을 관찰할 수 있었다. 그러므로 MWNT는 polysulfide를 유황양극에 흡착시키는 동시에 good electric conductor로서 작용한다는 것을 알 수 있었다.

• 전기화학회지
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• 제22권1호
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• pp.22-35
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• 2019

이차 전지의 개발이 전기자동차나 스마트그리드와 같은 중대형의 에너지저장장치로 응용범위가 확대됨에 따라 이차 전지의 경제성확보가 화두가 되고 있다. 나트륨이차전지는 리튬보다 훨씬 저렴한 나트륨원료를 사용하여 저가의 차세대 이차 전지로 크게 주목받고 있다. 이에 따라 이온 반경이 큰 나트륨이온의 삽입과 탈리를 원활하게 해줄 수 있는 음극 소재의 개발이 최근 몇 년간 활발히 수행되어 왔다. 나트륨이차전지용 음극은 세 가지의 반응 메커니즘 (층간 삽입반응, 금속-합금반응, 전환반응)을 기반한 소재들이 보고되었으며, 본 총설에서는 전환반응으로 구동하는 다양한 음극 소재들을 소개하며 나트륨 전지 셀 내 반응 메커니즘을 소개하고자 한다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제24권2호
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• pp.127-132
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• 2024

최근 이차전지는 다양한 산업 분야에서 사용되고 있다. 특히 소형 및 경량의 특성으로 스마트폰, 노트북, 태블릿 등 다양한 휴대용 전자기기에서 높은 에너지 밀도와 충·방전 효율을 토대로 전기자동차와 에너지저장시스템(Energy Storage System, ESS)의 핵심 부품으로 사용되고 있다. 하지만 이차전지의 과도한 충·방전에 따른 수명감소, 파열, 손상, 화재 등의 문제점이 발생하고 있다. 따라서 BMS(Battery Management System)를 통하여 과도한 충·방전을 보호하고 성능을 향상시킨다. 하지만 실제 리튬이온 배터리를 사용하여 BMS의 차단 및 보호범위 설정하는 데 있어서 이차전지의 수명감소, 파열, 손상, 화재의 문제점이 따른다. 따라서 본 논문에서는 배터리 충방전기와 시뮬레이터를 활용하여 이차전지 중 사용이 높은 리튬이온 배터리와 납축전지의 충전 및 방전 특성을 살펴본다.

• 청정기술
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• 제30권1호
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• pp.23-27
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• 2024

Bismuth는 적절한 작동 전압(0.8 V)과 높은 체적 용량(3,765 mAh cm^-3) 때문에 Li-ion battery (LIBs)의 유망한 음극소재로 여겨진다. 그럼에도 불구하고 Bi의 Li과의 합금화 반응 중 필연적인 부피 팽창은 심각한 용량 손실과 셀 파괴를 초래한다. 이를 해결하기 위해 본 논문에서는 N이 도핑된 탄소에 내장된 비스무트 합금 나노 입자(Bi@NC)의 복합체를 간단한 열분해 방법을 통해 제조하였다. 나노 크기의 Bismuth 합금은 단축된 Li⁺ 이온 확산 경로를 통해 반응 동역학을 향상시킬 수 있다. 또한, N 도핑된 탄소 코팅은 Li⁺ 이온과의 확장된 합금/탈 합금 반응 동안 Bismuth의 부피 변화를 효과적으로 완충하고 효과적인 전도성 네트워크를 유지한다. 열 중량 분석한 결과 매우 높은 Bismuth 합금 로딩(80.9 wt%)을 보여줬음에도 불구하고 100 cycles까지 315 mAh g^-1 용량을 유지하였다.

• Corrosion Science and Technology
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• 제22권6호
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• pp.408-418
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• 2023

In this study, we synthesized and characterized garnet-type Li_7-xAl_xLa₃Zr_2-(5/4)yNbyO₁₂ (LALZN) solid electrolytes for all-solid-state battery applications. Our novel approach focused on enhancing ionic conductivity, which is crucial for battery efficiency. A systematic examination found that co-doping with Al and Nb significantly improved this conductivity. Al³⁺ and Nb⁵⁺ ions were incorporated at Li⁺ and Zr⁴⁺ sites, respectively. This doping resulted in LALZN electrolytes with optimized properties, most notably enhanced ionic conductivity. An optimized mixture with 0.25 mol each of Al and Nb dopants achieved a peak conductivity of 1.32 × 10^-4 S cm^-1. We fabricated symmetric cells using these electrolytes and observed excellent charge-discharge profiles and remarkable cycling longevity, demonstrating the potential for long-term application in battery systems. The garnet-type LALZN solid electrolytes, with their high ionic conductivity and stability, show great potential for enhancing the performance of all-solid-state batteries. This study not only advances the understanding of effective doping strategies but also underscores the practical applicability of the LALZN system in modern energy storage solutions.