• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2003년도 추계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.79-79
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• 2003

리튬은, 세라믹스, 2차전지, 냉매흡착제, 촉매, 의약품등 넓은 분야에 이용되고 있다. 하지만, 자원으로서 리튬의 양은 한정되어 있으며, 리튬의 안정적인 확보는 장래 에너지공급 둥을 고려할 때 매우 중요한 문제의 하나로 대두되고 있다. 이와 같이 리튬의 안정적인 공급을 위한 해결수단으로써 리튬을 바다에서 채취하고자 하는 연구가 주목을 받고 있다. 본 연구는 리튬이온 흡착제 성능을 높이기 위해 새로 개발된 스피넬형 L $i_{1.6}$M $n_{1.6}$ $O_4$의 전자상태 및 화학결합을 통하여, 리튬 이온의 거동 및 각 원자간의 상호작용에 대해 알아보는 것을 목적으로 하고 있다. 연구방법으로는 DV-X$\alpha$분자궤도법(1-3)을 이용한 클러스터계산을 수행했고, 멀리켄의 전자밀도 해석을 통해 각 원자의 이온성 및 각 원자간의 상호작용에 대해 고찰했다.다.다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제35권12호
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• pp.3553-3558
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• 2014

The reduced graphene oxide(rGO)/aluminum phosphate($AlPO_4$)-coated $LiMn_{1.5}Ni_{0.5}O_4$ (LMNO) cathode material has been developed by hydroxide precursor method for LMNO and by a facile solution based process for the coating with GO/$AlPO_4$ on the surface of LMNO, followed by annealing process. The amount of $AlPO_4$ has been varied from 0.5 wt % to 1.0 wt %, while the amount of rGO is maintained at 1.0 wt %. The samples have been characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, and high-resolution transmission electron microscopy. The rGO/$AlPO_4$-coated LMNO electrodes exhibit better cyclic performance compared to that of pristine LMNO electrode. Specifically, rGO(1%)/$AlPO_4$(0.5%)- and rGO(1%)/$AlPO_4$(1%)-coated electrodes deliver a discharge capacity of, respectively, $123mAhg^{-1}$ and $122mAhg^{-1}$ at C/6 rate, with a capacity retention of, respectively, 96% and 98% at 100 cycles. Furthermore, the surface-modified LMNO electrodes demonstrate higher-rate capability. The rGO(1%)/$AlPO_4$(0.5%)-coated LMNO electrode shows the highest rate performance demonstrating a capacity retention of 91% at 10 C rate. The enhanced electrochemical performance can be attributed to (1) the suppression of the direct contact of electrode surface with the electrolyte, resulting in side reactions with the electrolyte due to the high cut-off voltage, and (2) smaller surface resistance and charge transfer resistance, which is confirmed by total polarization resistance and electrochemical impedance spectroscopy.

• 전기화학회지
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• 제25권4호
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• pp.184-190
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• 2022

스피넬 구조의 LiMn₂O₄ (LMO) 및 층상구조의 LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂ (NCM)는 리튬이온 이차전지의 양극 활물질로 널리 사용되어 왔다. 가격이 저렴하고 안전성이 우수한 LMO와 용량이 크고 고온 수명이 유리한 NCM 양극 물질은 상호 보완적인 특성을 가지고 있어, 두 활물질을 혼합하여 특히 hybrid electric vehicle (HEV)를 포함한 중대형 전지 등에서 양극으로 채택되어 사용되고 있다. 본 연구에서는 LMO와 NCM으로 구성된 복합전극을 제조할 때, 이를 단순히 혼합하여 제조한 blend 전극과 두 전극을 겹층구조로 제조한 전극의 수명특성을 비교하였다. 두 활물질의 비율을 모두 1:1로 구성하여 제조한 겹층전극은 blend 전극과 유사한 용량 및 동등한 사이클 수명을 지니고 있었다. 그리고, 완전지의 고온 사이클에서는 LMO를 먼저 코팅하고 나서 NCM을 코팅한 LN 전극이 가장 우수하였으며, NCM을 먼저 코팅하고 LMO를 다음에 코팅한 NL 전극은 표면에 LMO가 주로 위치하면서 blend 전극보다 오히려 용량퇴화가 더 빠르게 진행되었다. 또한, LSTA (linear sweep thermmametry) 분석결과에서도 LMO가 주로 전극내부에 위치한 LN 겹층전극의 열적 안정성이 보다 우수하였다.