• 한국고분자학회:학술대회논문집
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• 한국고분자학회 2006년도 IUPAC International Symposium on Advanced Polymers for Emerging Technologies
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• pp.69-70
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• 2006

In lithium-ion batteries, separator membrane's, main role is to physically isolate a cathode and an anode while maintaining rapid transport of ionic charge carriers during the passage of electric current. As far as battery safety is concerned, the electrical isolation of electrodes is most crucial since unexpected short-circuits across the membrane induces hot spots where thermal runaway may break out. Internal short-circuits are generally believed to occur by protrusions on the electrode surface either by unavoidable deposits of metallic impurities or by dendritic lithium growth during battery operation. Another cause is shrinkage of the separator membrane when exposed to heat. If separator membrane can be engineered to prevent the internal short-circuit, it will not be difficult to improve lithium-ion batteries' safety. Commonly the separators employed in lithium-ion batteries are made of polyethylene (PE) and/or polypropylene (PP). These materials have terrible limitations in preventing the fore-mentioned internal short-circuit between electrodes due to their poor dimensional stability and mechanical strength. In this study we have developed a novel separator membrane that possesses very high thermal and mechanical stability. The cells employing this separator provided noticeable safety improvement in the various abuse tests.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제23권8호
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• pp.1144-1148
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• 2002

We prepared the polyaniline (Pani) film and powder by chemical polymerization and doping with different dopants and also investigated the capability of Li//polyaniline cells after assembling. The oxidation/reduction potentials and electrochemical reaction of Li//polyaniline cells were tested by cyclic voltammetry technique. The Li//Pani-HCl cells with 10% and 20% conductors show a little larger specific discharge capacities than that without conductor. The highest discharge capacity of almost 50 mAh/g at 100th cycle is also achieved. However, Li//Pani-LiPF6 with 20% conductor shows a remarkable performance of ~90 mAh/g at 100th cycle. This is feasible value for using as the positive electrode material of lithium ion secondary batteries. It is also proved that the powder type electrode of Pani is better to use than the film type one to improve the specific discharge capacity and its stability with cycle.

• 공업화학
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• 제22권4호
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• pp.395-399
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• 2011

리튬 이온 전지에 사용되는 개스킷 재료는 내전해액성, 전기 절연성, 압축 영구 줄음률, 비오염성, 저온성이 요구된다. 개스킷 고무에 적용되는 가교조제의 영향을 살펴보기 위하여 리튬 이온 전지에 있어 대표적 용매인 propylene carbonate에서 용해도 지수의 차가 큰 ethylene propylene diene monomer (EPDM)에 금속산화물인 가교조제의 함량을 조정하여 compound를 배합하였다. 이렇게 배합된 compound를 리튬 이온 전지의 작동환경을 고려하여 전해액에 대한 장기평가 및 압축 영구 줄음률, 저온성에 대한 평가를 실시하였다. 본 실험에서는 다양한 가교조제를 사용하여 가교조제에 따른 고무재료의 물리적 화학적 특성 및 리튬 이온 전지에의 영향에 대하여 검토하였다. 가교조제로 ZnO를 사용한 고무에서 1000 h까지의 공기 노화 시험 및 전해액의 대표 유기용매인 propylene carbonate 침적시험에 대해 안정적인 물성을 얻을 수 있었으나, 이온 용출성 평가에서는 $Zn^{2+}$가 용출되기 때문에 리튬 이온 전지용 개스킷에 적용되는 고무 배합에서는 ZnO 사용을 제한하여야 한다.

• 한국기계가공학회지
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• 제18권12호
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• pp.45-51
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• 2019

As the separator becomes thinner, the role of thermal stability becomes more important in ensuring the high capacity of medium- and large-sized lithium-ion secondary batteries. In this study, we researched coating technology to improve the separator's thermal stability. We minimized the coating time by optimizing the design of a vertical two-stage coater that was thin, uniform, and capable of coating on both sides at the same time with a maximum 2㎛ thickness coating layer of fluorinated polymer (PVdF-HFP) on the bare polyethylene (PE) separator, which increased the thermal stability. In addition, during the coating process, a dual-jacket-roll method of drying was developed that increased the drying effectiveness without thermal damage to the separator. We also investigated the thermal stability of the separator manufactured from a coating machine, and studied the battery-applied performance by making a lithium-ion pouch battery.

• Macromolecular Research
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• 제12권5호
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• pp.431-436
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• 2004

Cross-linked network solid polymer electrolytes were prepared by means of in situ hydrosilylation between poly[hydromethylslioxane-g-oligo(ethylene oxide)] and diallyl or triallyl group-containing poly(ethylene glycols). The conductivities of the resulting polymer electrolytes were greatly enhanced upon the addition of poly(ethylene glycol) dimethyl ether (PEGDME) as an ion-conducting plasticizer. Conductivities of the cross-linked polymer electrolytes were more dependent on the molecular weight of PEGDME than on the cross-linkers. The maximum conductivity was found to be 5.6${\times}$10$\^$-4/ S/cm at 30$^{\circ}C$ for the sample containing 75 wt% of PEGDME (M$\_$n/ =400). These electrolytes exhibited electrochemical stability up to 4.5 V against the lithium reference electrode. We observed reversible electrochemical plating/stripping of lithium on the nickel electrode.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제15권2호
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• pp.162-168
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• 2002

The purpose of this study is to research and develop LiMnO$_2$-organic and Li$_{0.3}$MnO$_{2}$-organic composite with high energy density for Lithium ion polymer battery. This paper describes cyclic voltammetry, impedance sepctroscopy, electrochemical properties of LiMnO$_2$-organic and Li$_{0.3}$MnO$_{2}$-organic composite with polymer electrolyte as a function of a mixed ratio. The first discharge capacity of LiMnO$_2$-PAn with 3 wt.% PAn was 83mHA/g, while that of Li$_{0.3}$MnO$_{2}$-PPy composite was 136 mAh/g. The Ah efficiency was above 98% after the 2nd cycle. The LiMnO$_2$-PAn with DMcT 2 wt.% and Li$_{0.3}$MnO$_{2}$-PPy composites cathode with 5wt. PPy in PVDF-PC-EC-LiClO$_4$ electrolyte showed good capaity with cycling. The discharge capacity of LiMnO$_2$-PAn with wt.% DMcT was 80 and 130 mAh/g at 1st and 12th cycle, respectively. The capacity of LiMnO$_2$-PAn composite with 2 wt.% DMcT was higher than that of LiMnO$_2$-PAn composite.mposite.

• 멤브레인
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• 제30권1호
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• pp.30-37
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• 2020

리튬 덴드라이트의 효과적인 억제를 위해 유/무기 복합체를 리튬메탈 전극의 보호층으로 사용하였다. 유기물로는 PVDF-HFP가 사용되었으며 무기물로는 TiO₂가 사용되었다. 유기물로 사용된 PVDF-HFP는 높은 유연성을 가지는 고분자로서 무기물의 matrix 역할을 하며, 무기물로 사용된 TiO₂ 나노입자는 보호막의 기계적 강도와 이온전도성을 향상시켜주는 역할을 하였다. 합성된 보호막은 SEM, AFM, XRD를 통하여 PVDF-HFP matrix에 TiO₂가 잘 분산되어 있는 형태인 것을 확인할 수 있었다. 또한 전기화학적 분석 결과, 향상된 기계적 물성과 이온전도성으로 인해 polymer-inorganic composite은 비교 샘플(untreated 와 PVDF-HFP 보호층) 대비 100번째 사이클까지 80%의 높은 쿨롱 효율 및 20 mV 미만의 낮은 과전압을 나타내었다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제33권5호
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• pp.574-582
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• 2022

A lithium-ion battery exhibits high energy density but has many limitations due to safety issues. Currently, as a solution for this, research on solid state batteries is attracting attention and is actively being conducted. Among the solid electrolytes, sulfide-based solid electrolytes are receiving much attention with high ion conductivity, but there is a limit to commercialization due to the relatively high price of lithium sulfide, which is a precursor material. This study focused on the possibility of relatively inexpensive and light lithium hydride and conducted an experiment on it. In order to analyze the characteristics of LiAlH₄, ion conductivity and thermal stability were measured, and a composites mixed with PVDF, a representative polymer electrolyte, was synthesized to confirm a change in characteristics. And metallurgical changes in the material were performed through XRD, SEM, and BET analysis, and ion conductivity and thermal stability were measured by EIS and LFA methods. As a result, Li₃AlH₆ having ion conductivity higher than LiAlH₄ is formed by the synthesis of composite materials, and thus ion conductivity is slightly improved, but thermal stability is rapidly degraded due to structural irregularity.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제17권5호
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• pp.199-208
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• 2017

리튬 폴리머 배터리는 높은 안전성, 빠른 충전 및 긴 라이프 사이클 등으로 인해 에너지 저장치(ESS: Energy Storage System), 전기자동차(EVs: Electric Vehicles)등에 채택이 되어 사용되고 있으며, 그리고 현재는 농업용 드론에서 까지 사용이 되고 있다. 그러나 리튬 폴리머 배터리는 과충 방전에는 리튬-이온 배터리 내의 격차구조가 파괴되어 배터리 수명이 줄어들게 되며, 과충 방전을 방지하기 위해 불균등한 셀 전압을 균등 제어 할 수 있는 셀 밸런싱 시스템이 필수적이다. 본 논문은 각 셀의 충 방전할때의 전압차이를 검출하여 불균형된 셀을 확인하여 비선형 시스템에 적합한 퍼지 제어기를 개발하여 적용한 셀별 밸런싱 알고리즘을 제안한다. 본 논문은 농업용 드론의 배터리팩의 셀 밸런싱을 퍼지제어를 하여 셀 간 균등 제어를 위해 설계하였으며, 최종 결과로 셀 간 밸런싱이 잘 되는지 확인하고 자 셀이 2개 있을 때와 6개 그리고 최종적으로 12개의 각 셀 밸런싱이 되는지를 확인하였다. 이는 다른 제품에도 사용할 수 있는지를 실험하고자 하였으며, 확인결과 사용된 셀의 개수와는 관계없이 셀별 밸런싱이 잘 되고 있음을 확인하였다.

• 멤브레인
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• 제30권4호
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• pp.228-241
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• 2020

리튬 이온 전지의 양극과 음극 사이에 물리적인 층을 만들어주는 분리막은 분리막의 품질에 따라 리튬 이온 전지의 성능을 결정함에 따라 많은 관심을 받고 있다. 일반적으로 전기화학적 안정성과 적절한 역학적 강도를 갖고 있는 폴리에틸렌과 폴리프로필렌으로 구성된 다공성 막이 리튬 이온 전지의 분리막으로 사용된다. 하지만 폴리에틸렌과 폴리프로필렌의 낮은 열 저항성과 젖음성으로 인해 리튬 이온 전지의 잠재력을 충분히 끌어내지 못한다. 녹는점 이상의 온도에 도달하게 되면 분리막의 구조가 변형되고 리튬 이온 전지는 단락된다. 분리막의 낮은 젖음성은 낮은 이온전도도와 부합하고, 이는 전지의 저항을 상승시킨다. 이러한 폴리에틸렌과 폴리프로필렌 분리막의 단점을 극복하고자 이중 전기방사방법, 코팅 층 도포 방법, 코어 셸 구조 형성 방법, 제지법 등 여러 가지 방법들이 연구되었다. 언급된 방법들로 합성된 분리막들은 열 저항성과 젖음성이 크게 향상되었고 유연성과 인장 강도 같은 역학적 특성도 향상되었다. 본 리뷰 논문에는 각기 다른 방법으로 형성된 리튬이온 전지의 분리막에 대해서 다루고 있다.