• 제목/요약/키워드: Liquid-Electrolyte Battery

검색결과 66건 처리시간 0.036초

Synthesis and Characteristics of Acrylol Borate as New Acrylic Gelator for Lithium Secondary Battery

  • Shin, Hyun-Min;Nguyen, Congtranh;Kim, Byeong-Yeol;Han, Myong-Hee;Kim, Ju-Sung;Kim, Jin-Hwan
    • Macromolecular Research
    • /
    • 제16권2호
    • /
    • pp.134-138
    • /
    • 2008
  • A novel acrylol borate was designed and synthesized by reacting acrylate monomer and boric acid. The obtained acrylol borate was used as both gelator and anion receptor for the liquid electrolyte in a lithium secondary battery. It was found that the ionic conductivity of the gel polymer electrolyte (GPE) was as high as that of the liquid electrolyte, and the thermal stability of GPE was increased when only 2 wt% acrylol borate was incorporated into the liquid electrolyte. These results suggest that acrylol borate can be used as an effective additive to enhance the thermal stability of the electrolyte without adversely affecting its conductivity. It is believed that the strong complex formation between boron in the gelator and the anion of the salt is responsible for the enhanced thermal stability of the electrolyte solution and the increased ionic conductivity.

Mixed Electrolytes of Organic Solvents and Ionic Liquid for Rechargeable Lithium-Ion Batteries

  • Choi, Ji-Ae;Shim, Eun-Gi;Scrosati, Bruno;Kim, Dong-Won
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
    • /
    • 제31권11호
    • /
    • pp.3190-3194
    • /
    • 2010
  • Mixed electrolytes formed by the combination of 1-butyl-1-methylpyrrolidinium bis(trifluoromethanesulfonyl) imide (BMP-TFSI) ionic liquid and standard liquid electrolyte are prepared and characterized. Linear sweep voltammetry measurements demonstrate that these mixed systems exhibit a wide electrochemical stability window, allowing them to be suitable electrolyte for carbonaceous anode-based lithium-ion batteries. Lithium-ion cells composed of graphite anode and $LiCoO_2$ cathode are assembled using the mixed electrolytes, and their cycling performances are evaluated. The cell containing proper content of BMP-TFSI shows good cycling performance comparable to that of a cell assembled with organic electrolyte. The presence of BMP-TFSI in the mixed electrolyte contributes to the reduction of the flammability of electrolyte solution and the improvement of the thermal stability of charged $Li_{1-x}CoO_2$ in the electrolyte solution.

이온성 액체와 고분자 기반의 이차전지용 고체 전해질의 제조 (Fabrication of ionic liquid and polymer based solid-state electrolyte for secondary battery)

  • 강혜주;정현택
    • 한국응용과학기술학회지
    • /
    • 제37권6호
    • /
    • pp.1591-1596
    • /
    • 2020
  • 고분자를 기반으로 하는 고체전해질은 용이한 가공성, 재료의 유연성뿐만 아니라 배터리, 슈퍼커패시터를 포함하는 이차전지 등 다양한 전기화학 소자에 응용이 가능한 소재로서, 기존 전해질의 낮은 이온전도도 및 전기화학적 안정성을 향상시키기 위하여 다양한 이온성 액체 기반의 고체 전해질에 관한 연구가 활발히 진행 중에 있다. 이온성 액체의 높은 이온전도성, 넓은 전기화학 안정성, 열적 안정성을 활용한 고분자 전해질은 다양한 전자소자에 활용되고 있다. 따라서 본 연구에서는 이온성 액체의 종류와 비율의 최적화를 통하여 고분자 기반의 고체 전해질을 제조하고 전기화학적 성능을 분석하여 이차전지를 포함한 다양한 전자 소자에 응용이 가능한 이온성 액체 기반의 전해질을 개발하고자 하였다. 이온성 액체의 비율을 최적화를 통하여 제조된 고분자 기반 고체 전해질의 이온 전도도는 1.46-2 S/cm로 확인되었다. 이온전도도가 향상된 이온성 액체와 고분자 기반의 고체 전해질은 다양한 이차전지에 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

Ionic Liquid-based Electrolytes for Li Metal/Air Batteries: A Review of Materials and the New 'LABOHR' Flow Cell Concept

  • Bresser, Dominic;Paillard, Elie;Passerini, Stefano
    • Journal of Electrochemical Science and Technology
    • /
    • 제5권2호
    • /
    • pp.37-44
    • /
    • 2014
  • The $Li-O_2$ battery has been attracting much attention recently, due to its very high theoretical capacity compared with Li-ion chemistries. Nevertheless, several studies within the last few years revealed that Li-ion derived electrolytes based on alkyl carbonate solvents, which have been commonly used in the last 27 years, are irreversibly consumed at the $O_2$ electrode. Accordingly, more stable electrolytes are required capable to operate with both the Li metal anode and the $O_2$ cathode. Thus, due to their favorable properties such as non volatility, chemical inertia, and favorable behavior toward the Li metal electrode, ionic liquid-based electrolytes have gathered increasing attention from the scientific community for its application in $Li-O_2$ batteries. However, the scale-up of Li-$O_2$ technology to real application requires solving the mass transport limitation, especially for supplying oxygen to the cathode. Hence, the 'LABOHR' project proposes the introduction of a flooded cathode configuration and the circulation of the electrolyte, which is then used as an oxygen carrier from an external $O_2$ harvesting device to the cathode for freeing the system from diffusion limitation.

다공성 전극의 압축률이 레독스흐름전지의 성능에 미치는 영향에 대한 수치해석적 연구 (Numerical Study About Compression Effect of Porous Electrodes on the Performance of Redox Flow Batteries)

  • 정대인;정승훈
    • 한국분무공학회지
    • /
    • 제22권2호
    • /
    • pp.69-79
    • /
    • 2017
  • When designing a redox flow battery system, compression of battery stack is required to prevent leakage of electrolyte and to reduce contact resistance between cell components. In addition, stack compression leads to deformation of the porous carbon electrode, which results in lower porosity and smaller cross-sectional area for electrolyte flow. In this paper, we investigate the effects of electrode compression on the cell performance by applying multi-dimensional, transient model of all-vanadium redox flow battery (VRFB). Simulation result reveals that large compression leads to greater pressure drop throughout the electrodes, which requires large pumping power to circulate electrolyte while lowered ohmic resistance results in better power capability of the battery. Also, cell compression results in imbalance between anolyte and catholyte and convective crossover of vanadium ions through the separator due to large pressure difference between negative and positive electrodes. Although it is predicted that the battery power is quickly improved due to the reduced ohmic resistance, the capacity decay of the battery is accelerated in the long term operation when the battery cell is compressed. Therefore, it is important to optimize the battery performance by taking trade-off between power and capacity when designing VRFB system.

상온형 나트륨/유황 이차전지 개발 동향 (Development of Room Temperature Na/S Secondary Batteries)

  • 유호석;김인수;박진수
    • 한국수소및신에너지학회논문집
    • /
    • 제27권6호
    • /
    • pp.753-763
    • /
    • 2016
  • High temperature sodium/sulfur battery(Na/S battery) has good electrochemical properties, but, the battery has some problems such as explosion and corrosion at al. because of using the liquid electrodes at high temperature and production of high corrosion. Room temperature sodium/sulfur batteries (NAS batteries) is developed to resolve of the battery problem. To recently, room temperature sodium/sulfur batteries has higher discharge capacity than its of lithium ion battery, however, cycle life of the battery is shorter. Because, the sulfur electrode and electrolyte have some problem such as polysulfide resolution in electrolyte and reaction of anode material and polysulfide. Cycle life of the battery is improved by decrease of polysulfide resolution in electrolyte and block of reaction between anode material and polysulfide. If room temperature sodium/sulfur batteries (NAS batteries) with low cost and high capacity improves cycle life, the batteries will be commercialized batteries for electric storage, electric vehicle, and mobile electric items.

COIN형 리튬 폴리머전지의 충방전 특성

  • 박수길;박종은;손원근;이흥기;김상욱;이주성
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
    • /
    • 한국전기전자재료학회 1997년도 추계학술대회 논문집
    • /
    • pp.497-500
    • /
    • 1997
  • Conducting polymer is new material in lithium secondary battery. conducting polymer has a lot of merit which is flexible and good handing so that this material is used battery system, solid polymer electrolytes airs used PEO(Polyethylene oxide) and PEO/PMMA branding material adding by liquid plasticizer or lithium salt polymer electrolyte which is added liquid plasticizer, lithium salt decreased the crystallity and thermal stability is over than 13$0^{\circ}C$. it is very useful tn apply lithium secondary battery system.

  • PDF

Semi-Gel 전해액이 전력저장용 배터리에 미치는 영향에 관한 연구 (A Study on the Effects of Semi-Gel Electrolyte in Electricity Storage Battery)

  • 정순욱;구본근
    • 한국응용과학기술학회지
    • /
    • 제29권2호
    • /
    • pp.193-198
    • /
    • 2012
  • 태양광 또는 풍력을 이용해 발생된 에너지를 효율적으로 저장과 사용을 위한 납 축전지의 성능을 향상 시키기 위해 전해액을 Semi-gel화 하여 납축전지에 적용하여 시험한 결과, 다음과 같은 결과를 얻었다. Semi-gel 전해액은 silica를 5wt.% 혼합한 전해액이 1시간 30분경과 시 gel화가 시작되었다. 이는 전해액이 격리판과 극판 활물질 내부까지 완전히 스며들기에 충분한 시간으로 가장 적정한 gel화 시간을 나타내었다. Semi-gel 전해액을 사용한 납축전지와 액상 전해액을 사용한 납축전지의 방전 성능을 비교한 결과, 저율방전 성능은 semi-gel전해액이, 고율방전 성능은 액상 전해액이 높은 성능을 나타내었다. 이는 gel 전해액의 경우 액상 전해액에 비해 반응속도가 느려 고율방전 성능이 낮은 것으로 나타내었다. 수명성능을 DOD 10%, DOD 100%로 시험한 결과, 5%-silica 전해액이 액상 전해액을 사용한 납축전지에 비해 우수한 수명 성능을 나타내었다. 이는 Semi-gel상 태의 전해액이 납축전지 내부 화학반응 시 발생하는 gas의 재결합 효율을 높여 전해액 감액량이 최소화로 한 결과로 수명성능에서 큰 차이를 나타내었다. 태양광, 풍력 등과 같은 에너지 저장 효율을 높이고, 수명성능을 향상시키기 위해 전해액에 5%-silica전해액을 사용하면 전해액의 감액량이 최소로 되어 DOD 100% 수명시험의 경우 4.8%, DOD 10% 수명시험의 경우 20%의 수명성능이 향상되었다.

이종 계면저항 저감 구조를 적용한 그래핀 양자점 기반의 고체 전해질 특성 (Characteristics of Composite Electrolyte with Graphene Quantum Dot for All-Solid-State Lithium Batteries)

  • 황성원
    • 반도체디스플레이기술학회지
    • /
    • 제21권3호
    • /
    • pp.114-118
    • /
    • 2022
  • The stabilized all-solid-state battery structure indicate a fundamental alternative to the development of next-generation energy storage devices. Existing liquid electrolyte structures severely limit battery stability, creating safety concerns due to the growth of Li dendrites during rapid charge/discharge cycles. In this study, a low-dimensional graphene quantum dot layer structure was applied to demonstrate stable operating characteristics based on Li+ ion conductivity and excellent electrochemical performance. Transmission electron microscopy analysis was performed to elucidate the microstructure at the interface. The low-dimensional structure of GQD-based solid electrolytes has provided an important strategy for stable scalable solid-state lithium battery applications at room temperature. This study indicates that the low-dimensional carbon structure of Li-GQDs can be an effective approach for the stabilization of solid-state Li matrix architectures.

과불소화된 아크릴레이트 가교제로 제조된 직접 가교형 겔 고분자 전해질의 전기화학적 특성 (In-situ Cross-linked Gel Polymer Electrolyte Using Perfluorinated Acrylate as Cross-linker)

  • 오시진;심효진;김동욱;이명훈;이창진;강영구
    • 전기화학회지
    • /
    • 제13권2호
    • /
    • pp.145-152
    • /
    • 2010
  • 본 연구에서는 organophosphate를 기반으로 한 과불소화된 아크릴레이트 가교제를 사용하여 제조한겔 고분자 전해질의 이온 전도도 및 전기화학적 특성을 평가하였다. 과불소화된 아크릴레이트 가교제를 사용하여 만든 겔 고분자 전해질은 액체전해질의 함량이 최대 97 wt%까지 안정한 겔 상태를 유지하였다. 본 연구에서 제조한 겔 고분자 전해질의 이온전도도는 $30^{\circ}C$에서 $1.0\;{\times}\;10^{-2}\;S/cm$의 값을 가졌다. 또한 전기화학적 안정성 테스트에서도 약 4.5V로 이상까지 산화에 의한 열화가 없이 안정하였다. 합성된 겔고분자 전해질을 리튬이온 고분자 전지에 적용하여 그 활용성을 평가하였다. 양극으로는 $LiCoO_2$를 사용하였으며 음극으로는 카본을 사용하였다. 이렇게 만든 리튬이온 고분자 전지는 0.1C에서 136.11 mAh/g의 용량으로 이론용량과 거의 비슷한 값을 나타내었으며, 2C 방전에서도 초기 용량의 91%를 유지하였다. 또한 500번의 충방전 후에도 초기 용량의 70%정도의 용량을 유지하였다.