• 전기화학회지
• /
• 제13권4호
• /
• pp.290-294
• /
• 2010

본 연구는 밀도 범함수 이론을 이용하여 Li이온전지에 사용되는 Li코발트 산화물에서의 Li이온 삽입 전압과 전도에 관한 것이다. Li이온은 Li코발트 산화물 원자구조의 각 층을 1개씩 채우거나 한 층을 다 채우고 다음 층을 채울 수 있다. 평균 삽입 전압은 3.48V로 동일하나, 전자가 후자보다 더 유리하였다. 격자상수 c는 Li농도가 0.25보다 작을 때는 증가하였으나, 0.25보다 클 때는 감소하였다. Li농도가 증가하면, Li코발트 산화물에서의 Li이온 전도를 위한 에너지 장벽은 증가하였다. Li이온전지가 방전 중 출력 전압이 낮아지는 현상은 Li농도 증가에 따른 삽입 전압의 감소와 전도 에너지 장벽의 증가로 설명할 수 있었다.

• 한국세라믹학회지
• /
• 제46권6호
• /
• pp.587-591
• /
• 2009

Lithium salt have been used mainly as electrolyte of thermal battery for electricity storage. Recently, The 3phase lithium salt(LiCl-LiF-LiBr) is tried to use as electrolyte of thermal battery for high electric power. It is reported that LiCl-LiF-LiBr salt have high ion mobility due to its high lithium ion concentration. Solid lithium salt is melt to liquid state at above $500{^{\circ}C}$. The lithium ion is easily reacted with support materials. Because the melted lithium ion has small ion size and high ion mobility. For the increasing mechanical strength of electrolyte pellet, the research was started to apply ceramic filter to support of electrolyte. In this study, authors used SiOC web and glass fiber filter as ceramic mat for support of electrolyte and impregnated LiCl-LiF-LiBr salt into ceramic mat at above $500{^{\circ}C}$. The fabricated electrolyte using ceramic mat was washed with distilled water for removing lithium salt on ceramic mat. The washed ceramic mat was observed for lithium ion reaction behavior with XRD, SEM-EDS and so on.

• 폴리머
• /
• 제27권4호
• /
• pp.385-391
• /
• 2003

본 연구에서는 에틸렌 옥사이드의 반복 단위 길이 (n＝3, 7.3, 11.8, 그리고 16.3)가 다른 리튬 p-［메톡시 올리고(에틸렌옥시)］벤젠설폰산염 (LiEOnBS)을 합성하였다. 이 전해질 염을 이용하여 고분자 전해질을 제조하였으며, 에틸렌 옥사이드의 반복 단위 길이 및 농도에 따른 이온 전도도 그리고 리튬 이온의 운반율에 대해 조사하였다. 고분자 전해질의 이온 전도도는 3$0^{\circ}C$에서 4.89$\times$$10^{-4}$ S/cm (LiEO7.3BS, 0.5 M)로 최고 이온 전도도를 보였다. Dc분극과 ac 임피던스를 혼합하여 측정한 고분자 전해질의 리튬 이온의 운반율은 0.75~0.92 이였으며, 농도가 증가할수록 리튬 이온 운반율은 감소하였다. LiEO7.3BS의 전해질 염을 0.1 M로 사용한 고분자 전해질인 경우 0.92로 최고의 리튬 이온 운반율을 보였다. 이로부터 벤젠설포네이트에 치환된 에틸렌 옥사이드의 반복 단위가 3이상만 되어도 높은 리튬 이온 운반율을 가지는 단일 이온 전해질 특성을 보임을 알 수 있었다.

• 한국분말재료학회지
• /
• 제31권2호
• /
• pp.163-168
• /
• 2024

As the demand for lithium-ion batteries for electric vehicles is increasing, it is important to recover valuable metals from waste lithium-ion batteries. In this study, the effects of gas flow rate and hydrogen partial pressure on hydrogen reduction of NCM-based lithium-ion battery cathode materials were investigated. As the gas flow rate and hydrogen partial pressure increased, the weight loss rate increased significantly from the beginning of the reaction due to the reduction of NiO and CoO by hydrogen. At 700 ℃ and hydrogen partial pressure above 0.5 atm, Ni and Li₂O were produced by hydrogen reduction. From the reduction product and Li recovery rate, the hydrogen reduction of NCM-based cathode materials was significantly affected by hydrogen partial pressure. The Li compounds recovered from the solution after water leaching of the reduction products were LiOH, LiOH·H₂O, and Li₂CO₃, with about 0.02 wt% Al as an impurity.

• 산업기술연구
• /
• 제42권1호
• /
• pp.7-12
• /
• 2022

High nickel layered oxide cathodes are gaining increasing attention for lithium-ion batteries due to their higher energy density and lower cost compared to LiCoO₂. However, they suffer from the formation of residual lithium on the surface in the form of LiOH and Li₂CO₃ on exposure to ambient air. The residual lithium causes notorious issues, such as slurry gelation during electrode preparation and gas evolution during cell cycling. In this review, we investigate the residual lithium issues through its impact on cathode slurry instability based on deformed polyvinylidene fluoride (PVdF) as well as its formation and reduction mechanism in terms of inherently off-stoichiometric synthesis of high nickel cathodes. Additionally, new analysis method with anhydrous methanol was introduced to exclude Li⁺/H⁺ exchange effect during sample preparation with distilled water. We hope that this review would contribute to encouraging the academic efforts to consider practical aspects and mitigation in global high-energy-density lithium-ion battery manufacturers.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
• /
• 제28권3호
• /
• pp.451-456
• /
• 2007

Tetraazamacrocyclic ion exchangers tethered to Merrifield peptide resin (DTDM, TTTM) were prepared and the ion exchange capacity of these was characterized. The isotope separation of lithium was determined using breakthrough method of column chromatography. The isotope separation coefficient was strongly dependent on the ligand structure by Glueckauf's theory. We found that the isotope separation coefficients were increased as the values of distribution coefficients were increased. In this experiment the lighter isotope, 6Li was enriched in the resin phase, while the heavier isotope, 7Li in the solution phase. The ion radius of lighter isotope, 6Li was shorter than the heavier isotope, 7Li. The hydration number of lithium ion with the same charge became small as mass number was decreased. Because 6Li was more strongly retained in the resin than 7Li, the isotopes of lithium were separated with subsequent enrichment in the resin phase.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국전기전자재료학회 2005년도 추계학술대회 논문집 Vol.18
• /
• pp.340-341
• /
• 2005

Lithium titanium oxide as anode material for energy storage prepared by novel synthesis method. $Li_4Ti_5O_{12}$ based spinel-framework structures are of great interest material for lithium-ion batteries. We describe here $Li_4Ti_5O_{12}$ a zero-strain insertion material was prepared by novel sol-gel method and by high energy ball milling (HEBM) of precursor to from nanocrystalline phases. According to the X-ray diffraction and scanning electron microscopy analysis, uniformly distributed $Li_4Ti_5O_{12}$ particles with grain sizes of 100nm were synthesized. Lithium cells, consisting of $Li_4Ti_5O_{12}$ anode and lithium cathode showed the 173 mAh/g in the range of 1.0 $\sim$ 3.0 V. Furthermore, the crystalline structure of $Li_4Ti_5O_{12}$ didn't transfer during the lithium intercalation and deintercalation process.

• 전기화학회지
• /
• 제1권1호
• /
• pp.14-17
• /
• 1998

MPCF는 Li ion 2차전지용 부극 활물질로 연구되고 있다. 흑연화 MPCF는 높은 방전 용량과 우수한 충방전 효율을 가진다. $0\~1$ V전위영역에서 25 mA/g의 정전류로 충방전할 때의 MPCF/Li전지의 초기 방전 용량은 300 mAh/g이며, 충방전 효율은 $90\%$ 이상을 나타낸다. $LiCoO_2$을 정극 활물질로, 혼합 탄소재료를 부극 활물질로 사용하여 원통형 Li ion 2차전지를 제작하였다. Li ion 2차전지의 수명 특성을 향상하기 위하여, 흑연화 MPCF에 이종 탄소 재료를 $10 wt\%$ 혼합하였다. 혼합 탄소재료를 사용한 Li ion 2차전지의 수명 성능은 흑연화 MPCF만을 사용한 전지보다 우수하였다.

• 자원리싸이클링
• /
• 제31권4호
• /
• pp.26-33
• /
• 2022

리튬이온배터리의 수요가 증가함에 따라 향후 발생할 폐리튬이온배터리 중의 유가금속 회수가 필요하다. 대량의 폐리튬이온배터리 리사이클링에는 건식제련이 적합하지만 Li이 슬래그나 분진으로 손실되는 문제점이 있다. 본 연구에서는 폐리튬이온배터리의 NCM계 양극재로부터 Li을 회수하기 위해 그라파이트 첨가에 따른 탄산화 배소와 수침출 거동에 대해 조사하였다. 그라파이트를 10 wt% 첨가 시, Ar 및 CO₂ 분위기에서 승온 중 약 850 K에서 급격한 무게 감소와 함께 CO 및 CO₂ 가스가 배출되었다. 급격한 무게 감소 후 NCM은 금속 산화물 및 순금속으로 분해되고 환원되었다. 따라서 블랙파우더(NCM+그라파이트)의 탄산화 배소에서는 NCM의 분해에 의해 O₂가 발생하면서 Li₂O, NiO 등의 산화물이 생성되고, 이어서 Li₂O가 CO₂와 반응하여 Li₂CO₃를 생성하며, NiO의 일부는 그라파이트에 의해 환원되어 금속 Ni을 생성한다. 그리고 탄산화 배소 후 수침출에 의해 약 99.95 % 순도의 Li₂CO₃를 최대 94.5 %까지 회수하였다.

• 자원리싸이클링
• /
• 제33권1호
• /
• pp.15-21
• /
• 2024

전기차용 리튬이온배터리의 수요가 증가함에 따라 향후 발생할 폐리튬이온배터리 중의 유가금속 회수가 필요하다. 본 연구에서는 리튬이온배터리의 NCM계 양극재를 수소환원과 수침출에 의해 리튬을 수산화리튬으로 회수할 때의 회수율에 미치는 반응온도의 영향을 조사하였다. 반응온도가 상승함에 따라 수소에 의한 NiO, CoO의 환원에 의해 무게 감소율이 반응초기부터 급격하게 증가하였으며 동시에 H₂O 발생량도 증가하였다. 602 ℃ 이상에서는 양극재 중의 Ni, Co가 전부 환원되어 금속상으로 존재하였다. 그리고 수소환원 온도의 상승과 함께 Li 회수률도 증가하였으나 704 ℃ 이상에서는 약 92 % 이상의 유사한 수준을 나타내었다. 따라서 폐Li이온 배터리의 전처리로 수소환원하는 것에 의해 리튬만 사전에 회수하고 잔사를 재처리하면 효율적으로 유가금속을 분리하여 회수할 수 있을 것으로 기대된다.