• 제목/요약/키워드: Lithium oxide

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졸-겔 방법에 의한 LiMn2O4의 합성 및 전기화학적 거동 (Synthesis of Lithium Manganese Oxide by a Sol-Gel Method and Its Electrochemical Behaviors)

  • 정의덕;문성욱;이학명;원미숙;윤장희;박덕수;심윤보
    • 전기화학회지
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    • 제6권4호
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    • pp.229-235
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    • 2003
  • 리튬이온전지 양극재료로서 리튬막간계 산화물을 졸겔 방법으로 전구물질을 합성하여 $400^{\circ}C$$800^{\circ}C$에서 열처리하여 합성하였다. 출발물질로는 $(CH_3)_2CHOLi$$Mn(CH_3COO)_2\;{\cdot}4H_2O$를 사용하였다 열분석 측정을 통해 열처리 조건을 정하였다. 또한 합성된 물질은 X-선 회절분석으로 구조를 확인하였으며 형상 및 입자의 크기는 주사전자현미경으로 측정하였다. 전기화학적 특성은 1.0M $LiClO_4/propylene\;carbonate(PC)$ 전해액 조건에서 순환전압전류법, chronoamperometry, 교류 임피던스 법 및 정전류 충$\cdot$방전 특성을 조사하였다. 교류 임피던스 법으로 확산계수를 측정한 결과 $6.2\times10^{-10}cm^2s^{-1}$를 나타내었다.

Characterization of Surface Films Formed Prior to Bulk Reduction of Lithium in Rigorously Dried Propylene Carbonate Solutions

  • 창석균;이효중;강헌;박수문
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제22권5호
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    • pp.481-487
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    • 2001
  • Surface films formed prior to bulk reduction of lithium have been studied at gold, platinum, and copper electrodes in rigorously dried propylene carbonate solutions using electrochemical quartz crystal microbalance (EQCM) and secondary ion mass spectrometry experiments. The results indicate that the passive film formation takes place at a potential as positive as about 2.0 V vs. Li/Li+ , and the passive film thus formed in this potential region is thicker than a monolayer. Quantitative analysis of the EQCM results indicates that electrogenerated lithium reacts with solvent molecules to produce a passive film consisting of lithium carbonate and other compounds of larger molecular weights. The presence of lithium carbonate is verified by SIMS, whereas the lithium compounds of low molecular weights, including lithium hydroxide and oxide, are not detected. Further lithium reduction takes place underneath the passive film at potentials lower than 1.2 V with a voltammetric current peak at about 0.6 V.

Tin Oxide-flyash Composite 전극의 리튬 이온 Intercalation 메카니즘과 임피던스 특성에 관한 연구 (A Study on the Impedance Characteristics and Mechanisms of Li Intecalation on the Tin Oxide-flyash Composite Electrodes)

  • 구할본;김종욱
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제17권11호
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    • pp.1224-1229
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    • 2004
  • The purpose of this study is to research and develop tin oxide-flyash composite for lithium Ion polymer battery. Tin oxide is one of the promising material as a electrode active material for lithium Ion polymer battery (LIPB). Tin-based oxides have theoretical volumetric and gravimetric capacities that are four and two times that of carbon, respectively. We investigated cyclic voltammetry, AC impedance and charge/discharge cycling of SnO$_2$-flyash/SPE/Li cells. The first discharge capacity of SnO$_2$-flyash composite anode was 639 mAh/g. The discharge capacity of SnO$_2$-flyash composite anode was 563 and 472 mAh/g at 6th and 15th cycle, respectively. The SnO$_2$-flyash composite anode with PVDF-PMMA-PC-EC-LiClO$_4$ electrolyte showed good capacity with cycling.

COIN형 리튬 폴리머전지의 충방전 특성

  • 박수길;박종은;손원근;이흥기;김상욱;이주성
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 1997년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.497-500
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    • 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.

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리튬 2차전지용 전해질 소재의 개발 동향 (Research Trend of Electrolyte Materials for Lithium Rechargeable Batteries)

  • 이영기;김광만
    • 전기화학회지
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    • 제11권4호
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    • pp.242-255
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    • 2008
  • 1991년 lithium-ion battery(LIB)가 상용화된 이후, 초기 전해질은 주로 lithium cobalt oxide($LiCoO_2$) 양극과 graphite 음극의 특성에 집중되어 연구되어 왔다. 또한 전극과 전해질 간의 적합성에 대한 다양한 연구들이 이들 간의 계면에서 활발히 진행되었다. 이후 Si, Sn 등의 비탄소계 음극소재와 3성분(Ni, Mn, Co)계, spinel, olivine 등의 양극 소재를 리튬 2차전지에 채용하려 함에 따라 기존 전해질 재료들도 많은 도전에 직면하게 되었다. 특히, 안전성 문제가 최근 심각하게 부각됨에 따라 전해질의 요구특성은 점점 복잡해지고 까다로워지고 있다. 본 고에서는 이러한 전극소재 변화에 따른 전해질 소재의 다양한 변화와 그 특성에 대하여 구성요소 별로 연구 및 개발 동향을 정리하였다.

이차전지 음극용 탄소 전극을 이용한 리튬이온 커패시터 연구 (Study of Lithium Ion Capacitors Using Carbonaceous Electrode Utilized for Anode in Lithium Ion Batteries)

  • 오례경;홍정의;양원근;류광선
    • 공업화학
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    • 제24권5호
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    • pp.489-493
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    • 2013
  • 기존의 EDLC용 활성탄소 대신 리튬이차전지용 탄소류 음전극(천연흑연, 인조흑연, 하드카본, MCMB)을 이용해 리튬이온 커패시터를 구성하면 리튬의 층간 삽입반응으로 인해 기존의 물질보다 에너지 밀도가 큰 전극소재를 개발할 수 있을 것이다. 이 실험에서는 기존 리튬이차전지 음극용 탄소 물질을 대칭 전극으로 사용하여 코인형 커패시터를 제조하여 성능을 측정하였다. 또한 리튬을 미리 삽입시킨 탄소류 전극을 이용한 커패시터를 제조한 후 성능을 측정한 결과, 축전현상이 일어나는 것을 알 수 있었다. 즉 전해액에서 전하분리에 의한 리튬이온의 이동을 보충할 수 있다면 기존의 리튬이온은 탄소류 전극의 층간으로 확산되어 들어가 기존의 대칭성 탄소류 전극의 경우에 비해 축전 용량이 증가한다. 또한 표면적이 매우 큰 graphene oxide를 사용하여 위와 같이 실험한 결과 용량이 크게 나왔으며 이로부터 슈퍼커패시터 전극용 물질에는 높은 비표면적이 중요한 요소로 작용한다는 것을 알 수 있었다.

반응성 r.f. 스퍼터링에 의한 마이크로 박막 전지용 산화바나듐 박막의 제작 및 전기화학적 특성 평가 (Fabrication and electrochemical characterization of amorphous vanadium oxide thin films for thin film micro-battery by reactive r.f. sputtering)

  • 전은정;신영화;남상철;윤영수;조원일
    • 한국진공학회지
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    • 제9권1호
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    • pp.42-47
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    • 2000
  • The amorphous vanadium oxide thin films for thin-film rechargeable lithium batteries were fabricated by r.f. reactive sputtering at room temperature. As the experimental parameter, oxygen partial pressure was varied during sputtering. At high oxygen partial pressures(>30%), the as-deposited films, constant current charge/discharge characteristics were carried out in 1M $LiPF_6$, EC:DMC+1:1 liquid electrolyte using lithium metal as anode. The specific capacity of amorphous $V_2O_5$ after 200cycles of operation at room temperature was higher compared to crystalline $V_2O_5$. The amorphous vanadium oxide thin film and crystalline film showed about 60$\mu$Ah/$\textrm{cm}^2\mu\textrm{m}$ and about 38$\mu$Ah/$\textrm{cm}^2\mu\textrm{m}$, respectively. These results suggest that the battery capacity of the thin film vanadium oxide cathode strongly depends on the crystallinity.

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이온교환형 리튬망간산화물의 리튬이온 용출특성 및 전자상태 (Li+ Extraction Reactions with Ion-exchange type Lithium Manganese Oxide and Their Electronic Structures)

  • 김양수;정강섭;이재천
    • 한국재료학회지
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    • 제12권11호
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    • pp.860-864
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    • 2002
  • $Li^{+}$ extraction reactions with ion-exchange type lithium manganese oxide in an aqueous phase were examined using chemical and x-ray diffraction (XRD) analysis. In the process of extraction reaction, the lithium manganese oxide showed a topotactic extraction of $Li^{+ }$ in the aqueous phase mainly through an ion-exchange mechanism, and the $Li^{+}$ extracted samples indicated a high selectivity and a large capacity for $Li^{+}$ . The electronic structures and chemical bonding properties were also studied using a discrete variational (DV)-X$\alpha$ molecular orbital method with cluster model of (Li$Mn_{12}$ $O_{40}$ )$^{27-}$ for tetrahedral sites and ($Li_{7}$ Mn $O_{38}$ )$^{3}$ for octahedral site in $Li_{1.33}$ $Mn_{1.67}$ / $O_{4}$ respectively. Li in the manganese oxides is highly ionized in both sites, but the net charge of Li was greater for tetrahedral sites than octahedral. These calculations suggest that the tetrahedral sites have higher $Li^{+}$ $H^{+}$ exchangeability than the octahedral sites, and are preferable for the selective adsorption for L $i^{+}$ ions.s.

Poly(ethylene oxide)-Li계 고분자 전해질의 전기화학적 특성 및 물리적 성질 (Electrochemical Characteristics and Physical Properties of Poly(ethylene oxide)-Li based Polymer Electrolyte)

  • 김형선;조병원;윤경석;전해수
    • 공업화학
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    • 제7권3호
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    • pp.433-442
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    • 1996
  • 분자량이 큰 Poly(ethylene oxide)[PEO] 고분자에 $LiClO_4$, $LiCF_3SO_3$ 등의 리튬염과 ethylene carbonate(EC), propylene carbonate(PC) 등의 가소제를 고정화시킨 고분자 전해질의 전기화학적 특성 및 물리적 성질을 조사하였다. 가소제가 첨가된 PEO-Li계 고분자 전해질은 상온에서 $10^{-4}S/cm$의 이온 전도도를 보였고 4.5 V(vs. $Li^+/Li$)까지 높은 전기화학적인 안정성을 나타냄으로써 리튬 2차전지에 적용 가능한 것으로 나타났다. 리튬염 및 가소제의 첨가에 따라 PEO의 결정상이 감소되었고 특히 $LiClO_4$, PC등이 $LiCF_3SO_3$, EC 등에 비하여 더 효과적인 것으로 나타났다. 리튬염의 농도가 증가할수록 고분자 전해질의 유리전이온도($T_g$)는 증가되었으며 반면에 융점온도($T_m$)는 감소하는 것으로 나타났다. 가소제가 첨가된 고분자 전해질은 $6^{\circ}C$에서 결정화 되었다.

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고에너지 전고체 전해질을 위한 나노스케일 이종구조 계면 특성 (Nanoscale Characterization of a Heterostructure Interface Properties for High-Energy All-Solid-State Electrolytes )

  • 황성원
    • 반도체디스플레이기술학회지
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    • 제22권1호
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    • pp.28-32
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    • 2023
  • Recently, the use of stable lithium nanostructures as substrates and electrodes for secondary batteries can be a fundamental alternative to the development of next-generation system semiconductor devices. However, lithium structures pose safety concerns by severely limiting battery life due to the growth of Li dendrites during rapid charge/discharge cycles. Also, enabling long cyclability of high-voltage oxide cathodes is a persistent challenge for all-solid-state batteries, largely because of their poor interfacial stabilities against oxide solid electrolytes. For the development of next-generation system semiconductor devices, solid electrolyte nanostructures, which are used in high-density micro-energy storage devices and avoid the instability of liquid electrolytes, can be promising alternatives for next-generation batteries. Nevertheless, poor lithium ion conductivity and structural defects at room temperature have been pointed out as limitations. In this study, a low-dimensional Graphene Oxide (GO) structure was applied to demonstrate stable operation characteristics based on Li+ ion conductivity and excellent electrochemical performance. The low-dimensional structure of GO-based solid electrolytes can provide an important strategy for stable scalable solid-state power system semiconductor applications at room temperature. The device using uncoated bare NCA delivers a low capacity of 89 mA h g-1, while the cell using GO-coated NCA delivers a high capacity of 158 mA h g−1 and a low polarization. A full Li GO-based device was fabricated to demonstrate the practicality of the modified Li structure using the Li-GO heterointerface. This study promises that the lowdimensional structure of Li-GO can be an effective approach for the stabilization of solid-state power system semiconductor architectures.

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