• 제목/요약/키워드: Lithium Electrode

검색결과 506건 처리시간 0.028초

양극산화알루미늄의 형상제어와 이를 이용한 실리콘 분말 전극 지지체 효과 (Shape Control of Anodic Aluminum Oxide and Effect as Support of Silicon Powder Electrode)

  • 송주석;하종근;김유영;박동규;안인섭;안주현;조권구
    • 한국분말재료학회지
    • /
    • 제22권4호
    • /
    • pp.240-246
    • /
    • 2015
  • Anodic aluminum oxide (AAO) has been widely used for the development and fabrication of nano-powder with various morphologies such as particle, wire, rod, and tube. So far, many researchers have reported about shape control and fabrication of AAO films. However, they have reported on the shape control with different diameter and length of anodic aluminum oxide mainly. We present a combined mild-hard (or hard-mild) anodization to prepare shape-controlled AAO films. Two main parameters which are combination mild-hard (or hard-mild) anodization and run-time of voltage control are applied in this work. The voltages of mild and hard anodization are respectively 40 and 80 V. Anodization was conducted on the aluminum sheet in 0.3 mole oxalic acid at $4^{\circ}C$. AAO films with morphologies of varying interpore distance, branch-shaped pore, diameter-modulated pore and long funnel-shaped pore were fabricated. Those shapes will be able to apply to fabricate novel nano-materials with potential application which is especially a support to prevent volume expansion of inserted active materials, such as metal silicon or tin powder, in lithium ion battery. The silicon powder electrode using an AAO as a support shows outstanding cycle performance as 1003 mAh/g up to 200 cycles.

$LiCoO_2$의 재합성시(再合成時) 전극특성(電極特性)에 미치는 탄소(炭素)의 영향(影響) (Effect of Carbon on Electrode Characteristics of $LiCoO_2$ Resynthesis)

  • 이철경;박정길;손정수
    • 자원리싸이클링
    • /
    • 제16권6호
    • /
    • pp.10-19
    • /
    • 2007
  • 폐리튬이온전지의 리싸이클링을 위하여 폐전지의 기계적 처리에 의한 Co의 농축과 습식처리에 의한 Co의 회수기술이 개발되었다. 전 연구에서는 폐전지 리싸이클링의 부가가치를 향상시키기 위하여 Co 농축 침출액으로부터 양극활물질을 재합성하는 공정으로 citrate precursor combustion법을 제안하고 가능성을 확인하였다. 기존의 전극제조 공정에서는 활물질인 $LiCoO_2$와 첨가제인 탄소의 비중 및 크기 차이로 균일한 혼합이 이루어지지 않으므로 충방전 용량이 이론용량에 비하여 매우 낮고 또한 싸이클이 반복될수록 용량이 크게 감소하는 경향을 보였다. 본 연구에서는 합성된 $LiCoO_2$ 전극특성을 향상시키는 일환으로 합성공정의 개선을 통하여 초미립 $LiCoO_2$을 합성하였으며, 탄소 첨가시 혼합법의 개선에 의하여 우수한 충방전 특성을 갖는 리튬전지용 양극을 개발하였다.

리튬이차전지용 산화실리콘-흑연 복합체 고효율 음극의 전처리 특성 (Pretreatment of SiO/C Composite Anode of Lithium ion Secondary Battery for High coulombic Efficiency and High Specific Capacity)

  • 신혜민;;김동훈;정영동;김효석;도칠훈;진봉수;김현수;문성인;김기원;오대희
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
    • /
    • 한국전기전자재료학회 2007년도 추계학술대회 논문집
    • /
    • pp.43-44
    • /
    • 2007
  • SiO and graphite composite has been prepared by adopting high energy ball milling technique. The anode material shows high initial discharge and charge capacity values of 1138 and 568 mAh/g, respectively. Since the materials formed during initial discharge process the nano silicon/$Li_4SiO_3\;and\;Li_2O$ remains as interdependent, it may be expected that the composite exhibiting higher amount of irreversible capacity$(Li_2O)$ will deliver higher reversible capacity. In this study, pretreatment method of constant current-constant voltage (CC-CV) Provided high coulombic efficiency of SiO/C composite electrode removing the greater part of irreversible capacity.

  • PDF

볼 밀링으로 제조된 리튬이온전지용 주석-흑연 복합체 음극재의 전기화학적 특성 (Electrochemical Properties of Ball-milled Tin-Graphite Composite Anode Materials for Lithium-Ion Battery)

  • 이태희;홍현아;조권구;김유영
    • 한국분말재료학회지
    • /
    • 제28권6호
    • /
    • pp.462-469
    • /
    • 2021
  • Tin/graphite composites are prepared as anode materials for Li-ion batteries using a dry ball-milling process. The main experimental variables in this work are the ball milling time (0-8 h) and composition ratio (tin:graphite=5:95, 15:85, and 30:70 w/w) of graphite and tin powder. For comparison, a tin/graphite composite is prepared using wet ball milling. The morphology and structure of the different tin/graphite composites are investigated using X-ray diffraction, Raman spectroscopy, energy-dispersive X-ray spectroscopy, and scanning and transmission electron microscopy. The electrochemical properties of the samples are also examined. The optimal dry ball milling time for the uniform mixing of graphite and tin is 6 h in a graphite-30wt.%Sn sample. The electrode prepared from the composite that is dry-ball-milled for 6 h exhibits the best cycle performance (discharge capacity after 50th cycle: 308 mAh/g and capacity retention: 46%). The discharge capacity after the 50th cycle is approximately 112 mAh/g, higher than that when the electrode is composed of only graphite (196 mAh/g after 50th cycle). This result indicates that it is possible to manufacture a tin/graphite composite anode material that can effectively buffer the volume change that occurs during cycling, even using a simple dry ball-milling process.

폐리튬이온전지로부터 유가금속 회수를 위한 전해채취 공정 전기화학 반응속도론적 연구 (A Study on the Electrochemical Kinetics of Electrowinning Process of Valuable Metals Recovered from Lithium-ion Batteries)

  • 박성철;김용환;이만승;손성호
    • 자원리싸이클링
    • /
    • 제31권5호
    • /
    • pp.59-66
    • /
    • 2022
  • 니켈, 코발트 및 구리 전해채취의 반응율속단계 규명을 위해 회전원판전극(rotating disc electrode, RDE)를 사용하여 전해액 온도 및 교반속도에 대한 실험을 수행하였다. 유가금속 별 전해채취 공정에서의 활성화에너지를 구하여 반응율속단계를 규명한 결과 니켈은 혼합율속, 코발트는 화학반응율속, 구리는 물질전달율속으로 판단되었다. 니켈, 코발트 및 구리의 전해액 온도 및 교반속도 변화에 따른 전해채취 공정을 수행하여 전류효율을 비교한 결과 반응율속단계 결과와 일치하였다.

유기전해액에서 루테늄산화물 전극의 전기화학적 특성 (Electrochemical Characteristics of Ruthenium Oxide Electrode-Organic Electrolyte System)

  • 도칠훈;진봉수;문성인;윤문수;최상진;육경창;박정식;김상길;이주원
    • 전기화학회지
    • /
    • 제6권3호
    • /
    • pp.169-173
    • /
    • 2003
  • 금속산화물 전극을 이용한 전기화학 캐패시터는 일반적으로 산성 수용액 전해질에서 금속산화물에 대한 양성자의 가역적인 전기화학반응을 이용한다. 수계 전해질을. 사용한 수퍼캐패시터는 전위창(electrochemical stability window)이 유기계 전해질을 사용한 수퍼캐패시터에 비해 좁은 문제를 안고 있다. 금속산화물 전극과 리튬 또는 암모늄 이온을 함유한 유기계 전해질을 사용한 전기화학 캐패시터의 특성을 확인하였다. $RuO_2$ 전극을 사용한 전기화학 캐패시터는 1M $LiPF_6$, EC, DEC 및 EMC혼합용매 전해액 중에서 순환전위전류법(주사속도. 2mV/sec, 전위영역: $2.0\~4.2V(Li|Li^+))$으로 산화 및 환원에 대하여 비정전용량을 구한 바, 각각 145 및 $142F/g-RuO_2{\cdot}nH_2O$이었다

균일 침전법에 의한 MWNT/SnO2 나노복합음극재의 제조 (Preparation and Characteristics of MWNT/SnO2 Nano-Composite Anode by Homogeneous Precipitation Method)

  • 한원규;좌용호;오승탁;조진기;강성군
    • 한국재료학회지
    • /
    • 제18권4호
    • /
    • pp.187-192
    • /
    • 2008
  • Multi-walled carbon nanotube (MWNT)/$SnO_2$ nano-composite (MSC) for the anode electrode of a Li-ion battery was prepared using a homogeneous precipitation method with $SnCl_2$ precursors in the presence of MWNT. XRD results indicate that when annealed in Ar at $400^{\circ}C$, $Sn_6O_4(OH)_4$ was fully converted to $SnO_2$ phases. TEM observations showed that most of the $SnO_2$ nanoparticles were deposited directly on the outside surface of the MWNT. The electrochemical performance of the MSC electrode showed higher specific capacities than a MWNT and better cycleability than a nano-$SnO_2$ electrode. The electrochemical performance of the MSC electrode improved because the MWNT in the MSC electrode absorbed the mechanical stress induced from a volume change during alloying and de-alloying reactions with lithium, leading to an increase in the electrical conductivity of the composite material.

Colloidal Probe 원자현미경을 이용한 2차전지 전극용 폴리머 바인더의 응착 및 마찰 특성 평가 (Assessment of Adhesion and Frictional Properties of Polymer Binders for Secondary Cells using Colloidal Probe Atomic Force Microscope)

  • 웬당쾅;정구현
    • Tribology and Lubricants
    • /
    • 제35권3호
    • /
    • pp.169-175
    • /
    • 2019
  • In lithium-ion batteries (LIBs), the stress induced by the volume change of an electrode during charge-discharge processes may often cause the mechanical integrity of the electrode to degrade. Polymer binders with enhanced mechanical properties are preferred for improved mechanical integrity and cycling stability of the electrode. In addition, given that sliding and shearing between the polymer binder and components in the electrode may readily occur, frictional and adhesion characteristics of the polymer binder may play a critical role in the mechanical integrity of the electrode. In this study, frictional and adhesion characteristics of polyacrylonitrile (PAN) and polyvinylidene fluoride (PVDF) were investigated using a colloidal probe atomic force microscope. Friction loops were obtained under various normal forces ranging from 0 to 159 nN in air and electrolyte and then the interfacial shear strengths of PAN and PVDF in air were calculated to be $1.4{\pm}0.5$ and $1.3{\pm}0.3MPa$, respectively. The results show that in electrolyte, interfacial shear strength of PAN decreased slightly ($1.2{\pm}0.2MPa$), whereas that of PVDF decreased drastically ($0.06{\pm}0.01MPa$). Decreases in mechanical properties and adhesion in electrolyte may be responsible for the decrease in interfacial shear strength in electrolyte. The findings from this study may be helpful in developing polymer binders to improve the mechanical integrity of electrodes in LIBs.

e-beam 증발법으로 제조된 비정질 WO3박막과 전해질 계면으로 삽입되는 리튬의 층간 반응에 관한 전기화학적 특성 (Electrochemical Characteristic on Lithium Intercalation into the Interface between Organic Electrolyte and Amorphous WO3 Thin Film Prepared by e-beam Evaporation Method)

  • 민병철;손태원;주재백
    • 공업화학
    • /
    • 제8권6호
    • /
    • pp.1022-1028
    • /
    • 1997
  • 본 연구에서는 1M $LiClO_4/PC$ 유기 용액 중에 존재하는 리튬 이온의 층간 반응에 의하여 전기 발색 현상을 나타내는 전자-선 증발법으로 제조된 비정질의 텅스텐 산화물 박막과 전해질 계면에서의 전기화학적 특성들을 연구하기 위하여 음극 Tafel 분극법, 순환 전류-전위법 및 전기량 적정법 등의 전기화학 측정법과 X선 회절 분석법을 이용한 박막의 결정 상태 조사 등이 수행되었다. 특히 다중 순환 전류-전위 곡선으로부터 리튬 이온의 층간 반응은 발색 반응에 대한 인가 과전압이 약 1.0V 이내에서는 안정된 소 발색의 가역적 현상을 나타내었으나, 발색 반응에 대한 인가 과전압이 1.5V일 때는 발색 시 삽입된 박막 내부의 리튬이 소색 시 완전히 빠져 나오지 못하여, 박막 내부에 리튬이 축적되는 현상을 나타내었으며, 적은 순환 횟수임에도 불구하고 소 발색의 전류 밀도가 감소되는 것이 조사되어 발색에 필요한 인가 과전압의 한계가 존재함을 알 수 있었다.

  • PDF

Anode Material Nanoparticles on Carbon Materials by Electrodeposition for Stability Anodes of Lithium Ion Battery

  • 최수정;우선확;이지희;박진환;황성우;황동목
    • 한국진공학회:학술대회논문집
    • /
    • 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
    • /
    • pp.419-420
    • /
    • 2012
  • Lithium-ion battery (LIB) usually used for valuable electronic devices are extended to applications. High stability negative electrode materials for LIB were investigated using electrodeposition of nanoparticles (NPs) on the nanostructured carbon. NPs with about 70 nm diameters were evenly prepared on the graphitic carbon materials using electrodeposition process at room temperature. It was observed that the NPs were homogeneously embedded into not only external surface but bottom part of the graphitic carbon network. The graphitic carbon material covered with NPs enables facile electron transport owing to the network structure and improves structural collapse during cycling. This facile room temperature process is expected to be applicable to other anode materials such as Sn and Al for the anode of LIB.

  • PDF