• 한국세라믹학회지
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• 제37권6호
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• pp.552-558
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• 2000

LiMn2O4 thin fiolm cathodes for Li-ion secondary battery were fabricated by r.f. magnetron sputtering technique. As-deposited films were amorphous. A spinel structure could not be obtained LiMn2O4 films by in-situ thermal annealing. After post thermal annealing over $700^{\circ}C$ in oxygen atmosphere, LiMn2O4 films prepared above 100 W r.f. power could be crystallized into a spinel structure. The electrochemical property of the LiMn2O4 film cathodes was tested in a Li/1 M LiClO4 in PC/LiMn2O4 cell. From cyclic voltammetry at scan rate of 2mV/sec of 2.5~4.5V, LiMn2O4 electrode prepared by post annealing at 75$0^{\circ}C$ showed good initial capacity. LiMn2O4 electrode prepared by post annealing at 80$0^{\circ}C$ showed the best crycling performance.

• 한국신뢰성학회지:신뢰성응용연구
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• 제13권2호
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• pp.129-140
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• 2013

As a fundamental experimental study for reliability improvement of lithium ion secondary battery, degradation mechanism was investigated by microscopic observation and acoustic emission monitoring. Microstructural observation of the decomposed battery after cycle test revealed mechanical and chemical damages such as interface delamination, microcrack of the electrodes, and solid electrolyte interphase (SEI). Acoustic emission (AE) signal was detected during charge and discharge of lithium ion battery to investigate relationships among cumulative count, discharge capacity, and microdamages. With increasing number of cycle, discharge capacity was decreased and AE cumulative count was observed to increase. Observed damages were attributed to sources of the detected AE signals.

• E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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• 제8권4호
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• pp.487-494
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• 1995

The purpose of this study is to research and develop solid polymer electrolyte(SPE) for Li secondary battery. We investigated the effects of lithium salts, plasticizer addition, temperature dependence of conductivity and electrochemical stability window of polyethylene oxide(PEO) electrolytes. PEO electrolyte completed with LiCIO$\_$4/ shows the better conductivity than the others. PEO-LiCIO$\_$4/ electrolyte, when EO/Li$\^$+/ ratio is 8, showed adequate conductivity around room temperature. By adding propylene carbonate and ethylene carbonate to PEO-LiCIO$\_$4/ electrolyte, its conductivity was higher than that of PEO-LiCIO$\_$4/ without those. Also PEO$\_$8/LiCIO$\_$4/ electrolyte remains stable up to 4.5V vs. Li/Li.

• Corrosion Science and Technology
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• 제22권4호
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• pp.287-296
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• 2023

Li-ion batteries have been gaining increasing importance, driven by the growing utilization of renewable energy and the expansion of electric vehicles. To meet market demands, it is essential to ensure high energy density and battery safety. All-solid-state batteries (ASSBs) have attracted significant attention as a potential solution. Among the advantages, they operate with an ion-conductive solid electrolyte instead of a liquid electrolyte therefore significantly reducing the risk of fire. In addition, by using high-capacity alternative electrode materials, ASSBs offer a promising opportunity to enhance energy density, making them highly desirable in the automotive and secondary battery industries. In ASSBs, Li metal can be used as the anode, providing a high theoretical capacity (3860 mAh/g). However, challenges related to the high interfacial resistance between Li metal and solid electrolytes and those concerning material degradation during charge-discharge cycles need to be addressed for the successful commercialization of ASSBs. This review introduces and discusses the interfacial reactions between Li metal and solid electrolytes, along with research cases aiming to improve these interactions. Additionally, future development directions in this field are explored.

• 한국재료학회지
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• 제8권3호
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• pp.268-273
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• 1998

Zircaloy-4 합금판재에 230-250ppm의 수소를 장입시키고 $400^{\circ}C$에서 72시간동안 균질하게 수소화물을 형성시킨후 $350^{\circ}C$의 static autoclave를 이용하여 여러 가지 농도의 LiOH 부식용액조건에서 부식시험을 수행하였다. 부식평가는 시간에 따른 무게증가의 변화로서 측정하였고, 시편의 미세구조는 광학현미경과 주사전자현미경을 사용하여 관찰하였다. 부식시험 후 형성된 산화막에서의 H와 Li의 분포를 확인하기 위해 secondary ion mass spectrometry(SIMS)를 이용해 각 원소의 분포를 두께방향에서 측정하였다. 여러 가지 농도의 LiOH 수용액조건에서 Li+ 이온의 용액농도가 30ppm 이상으로 증가하면 합금의 부식은 급격히 가속화되었다. 이것은 $Li^{+}$가 산화막 내의 $Zr^{4+}$ 자리를 치환함에 따라 산소공공이 증가로 산화반응이 증가되고, 이로 인해 형성되는 수소화물의 양이 증가하기 때문이다. LiOH용액조건에서 부식시험 전에 시편 내에 수소를 장입시켜 수소화물을 형성시키면 수소를 장입하지 않은 시편보다 부식이 더 빨리 가속되지만, 시험기간이 길어지면 오히려 수소를 미리 장입시키지 않은 시편의 부식속도가 더 빨라진다. 이것은 부식시험 전에 수소를 시편에 미리 장입을 시키면 이때 형성된 수소화물에 의해 초기에 부식이 빨리 가속되지만 이미 고용도 이상의 수소가 금속 내부에 존재하므로 부식과정 중에 생기는 수소가 금속의 내부로 확산되어 들어오는 것이 억제되어 부식속도가 둔화되는 것으로 생각된다.

• 전기화학회지
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• 제5권1호
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• pp.30-38
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• 2002

탄화수소가스를 고온$(1000^{\circ}C)$에서 열분해 하여 고상화하는 기상 열분해법을 사용하여 저결정질 탄소재를 제조하고 같은 방법으로 붕소를 첨가한 저결정질 탄소재$C_{l-x}B_x(x=0.05,\;0.10,\;0.20)$를 제조하여, 리튬 이온 이차전지의 부극으로서의 전기화학적 특성을 조사하였다. 시료 대 PVDF를 95:5의 무게비로 첨가한 경우, 붕소를 첨가하지 않은 저 결정질 탄소재(x=0.00)는 초기 방전용량 374mAh/g을 나타내었으며, 제 2싸이클부터는 싸이클 성능이 비교적 우수하여 제 10싸이클에서 258mAh/g의 방전용량을 나타내었다. 시료 대 PVDF를 95:5의 무게비로 첨가한 경우, $C_{1-x}B_x(x=0.00,\;0.05,\;0.10\;0.20)$ 시료들 중에서 x=0.05 조성의 시료는 가장 큰 초기 방전용량 860mAh/g을 나타내었으며, 10번째 싸이클에서 181mAh/g의 방전용량을 나타내었다. 제 2싸이클부터 싸이클 성능은 모두가 비슷하게 나타났다 초기방전 용량(PVDF $10wt.\%$ 사용시, 853mAh/g), 싸이클 성능, 방전용량(PVDF $10wt.\%$사용시 10번째 싸이클에서 400mAh/g)면에서 $C_{0.90}B_{0.10}$ 시료가 리튬이온 이차전지의 부극으로서의 가장 우수한 전기화학적 특성을 나타내었다. 합성한 탄소에 NMP를 용매로 한 액상 혼합 바인더(PVDF)를 90:10의 무게비로 첨가한 경우가 95:5의 무게비로 첨가한 경우보다 대체로 모든 조성에서 충$\cdot$방전용량이 크게 나타났다. 붕소가 첨가되어 덜 disordered된 구조가 됨으로써 1.25V보다 낮은 전압 부분에서 평탄구역이 증가하는 것으로 판단된다. 붕소가 첨가된 경우 충$\cdot$방전용량이 제 2싸이클에서부터 급격히 감소하였는데, 이는 첨가된 붕소가 제 1싸이클에서 삽입되는 Li과 일부는 강하게 결합하여 추출이 안되고 일부만이 다시 가역적으로 추출$\cdot$삽입되기 때문으로 생각된다. 붕소 첨가에 의한 충$\cdot$방전용량의 증가는, 붕소가 electron acceptor로 작용하여 삽입된 Li와 붕소-탄소 host 사이의 결합 강도를 증가시킴으로써 붕소치환 된 탄소에서 Li의 전위를 상승시키기 때문에 일어난다고 사려된다.

• 한국세라믹학회:학술대회논문집
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• 한국세라믹학회 2002년도 추계총회 및 연구발표회 초록집
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• pp.164.2-164
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• 2002

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제37권2호
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• pp.215-222
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• 2024

Ni-rich cathode materials have been developed as the most promising candidates for next-generation cathode materials for lithium-ion batteries because of their high capacity and energy density. In particular, the electrochemical performance of lithium-ion batteries could be enhanced by increasing the contents of nickel ion. However, there are still limitations, such as low structural stability, cation mixing, low capacity retention and poor rate capability. Herein, we have successfully developed the nanorod-type Ni-rich cathode materials by using co-precipitation method. Particularly, the nanorod-type primary particles of LiNi_0.7Co_0.15Mn_0.15O₂ could facilitate the electron transfer because of their longitudinal morphology. Moreover, there were holes at the center of secondary particles, resulting in high permeability of the electrolyte. Lithium-ion batteries using the prepared nanorod-type LiNi_0.7Co_0.15Mn_0.15O₂ achieved highly improved electrochemical performance with a superior rate capability during battery cycling.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 1998년도 추계학술대회 논문집
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• pp.121-124
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• 1998

The purpose of this study is to research and develop solid polymer electrolyte(SPE) for Li secondary battery. This paper describes temperature dependence of conductivity, impedance spectroscopy, electrochemical properties of PVDF electrolytes as a function of a mixed ratio. Polyvinylidene(PVDF) based polymer electrolyte films were prepared by thermal gellification method of preweighed PVDF, plasticizer and Li salt. The conductivity of PVDF electrolytes was 10$\^$-3/S/cm. 25PVDFPC$\_$10/EC$\_$10/LiClO$_4$ electrolyte shows the better conductivity of the others. 25PVDFPC$\_$10/EC$\_$10/LiClO$_4$electrolyte remains stable up to 4.7V vs. Li/Li$\^$+/. Steady state current method and ac impedance used for the determination of transference numbers in PVDFD electrolyte film. The transference number of 25PVDFPC$\_$10/EC$\_$10/LiClO$_4$electrolyte is 0.58.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.169-172
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• 2007

HEV용 리튬이온 전지에 대한 연구는 최근에 많은 연구가 진행되고 있으며 그중 고용량 및 저렴한 가격, 환경에 대한 안정성으로 인해 Li-Mn spinel에 대한 성능향상 연구가 많이 이루어지고 있다. 본 연구에서는 Li-Mn spinel의 입자크기에 대한 기초 물성 과 전기적 특성을 측정하여 입자크기가 용량에 미치는 영향에 대한 고찰을 하였다. Li-Mn spinel의 비표면적, C-V 특성, 전기적 용량, coulomb efficiency 등을 통하여 입자의 크기와 전해액, Li의 구동등과 관련하여 용량특성에 향상을 가져오는 입자크기 조건을 정의하였고 그에 따라 온도별로 합성 한 후 입자사이즈에 대한 특성을 나타내었다.