A fabrication condition of the cathode electrode was optimized in a lithium secondary battery. The $LiNi_{1/3}Mn_{1/3}Co_{1/3}O_2$ powders were used as a cathode material. The $LiNi_{1/3}Mn_{1/3}Co_{1/3}O_2$/Li cells were prepared with a certain formulation and their cycleability and rate-capability were evaluated. Optimum electrode composition simulated from the evaluated value was 86.3: 5.6: 8.1 in mass $\%$ of active material: binder: conducting material. Discharge capacity decreased markedly as the press ratio exceeded $30\%$ during preparation of the electrode. Discharge performance at a high current rate deteriorated abruptly as the electrode thickness was over $120{\mu}m$.
이차전지는 우리 생활에 있어 지구온난화에 따른 화석연료의 대체원으로서 전기차 및 에너지저장장치(Energy storage system, ESS) 등 필수불가결한 신재생에너지원으로 활용하고 있다. 그러나, 과방전, 고속충방전, 단락 등 여러 원인에 따른 이차전지 내 열폭주 현상으로 인해 배터리 화재 및 폭발에 대한 사건사례들이 보고되고 있으며, 각각의 원인에 적합한 해결책을 찾기 위해 많은 노력을 기울이고 있다. 특히, 과충전 과정에서 원인으로 추정되는 사례들이 지속적으로 보고되고 있으므로, 본 총설에서는 과충전 과정에서 발생할 수 있는 이차전지의 화학적 반응들을 살펴보고, 이를 점검 및 예방하기 위한 위험조사방법에 대해서 이야기하고자 한다.
We have investigated ionic conductivity and electrochemical stability of the electrolytes containing organic solvent. Ion conductivities were measured between 10 and 80$^{\circ}C$, and electrochemical stabilities were determined by cyclic voltammetry on glassy carbon, platinum and aluminum electrodes. Ionic conductivity of electrolyte(EC:DEC=1:1) with IM LiPF$\_$6/ shows better than that of the other electrolytes having Li salts. The IM LiBF$_4$-PC electrolyte exhibits good electrochemical stability. IM LiPF$\_$6/ (EC:DEC=1:1) and IM LiPF$\_$6/ (EC:DMC=1:1) electrolytes are used for the high capacity of battery system.
고에너지밀도 대용량 리튬이온전지를 채용한 전기자동차 및 에너지저장시스템에서 발생하고 있는 발화사고로 인해, 고안전성 전고체 리튬이차전지(All-solid-state Lithium Secondary Battery, ALSB)에 대한 연구가 국내외에서 활발히 진행되고 있다. 하지만, 단순히 액체전해질을 고체전해질로만 바꾸는 것이 아니라, 이로 인해 수반되는 전극 및 전지 설계와 해석이 크게 달라진다는 점에서 해결해야 될 이슈들이 산재해 있다. 특히, 전지는 전극 설계에 따라 그 성능이 굉장히 상이함에도 불구하고, 실질적인 전고체 전지 실험 구현의 어려움으로 전고체 전극(All-solid-state Electrode, ASSE) 설계에 따른 성능 차이를 체계적으로 비교 분석하여 최적화하는 연구는 매우 제한적이다. 이를 극복하기 위한 방안으로, 가상의 3차원 전고체 전극 구조체를 형성하고, 형성된 구조체를 바탕으로 다양한 성능 결정 파라미터를 도출하며, 더불어 분석 전극을 포함한 전지의 성능까지 예측할 수 있는 기술을 개발하는 연구가 주목을 받기 시작했다. 본 총설에서는 3차원 전고체 전극 구조체 형성부터 전고체 리튬이차전지의 성능을 예측하는 기술까지 각각의 기술들이 갖고 있는 장단점을 폭넓게 다룰 것이며, 나아가 본 기술이 나아갈 최종적인 목표까지 간략히 기술하고자 한다.
The battery industries have been developed to the implementation of lithium ion secondary cell from the cell of Ni/Cd and Ni/MH in the past to be asked of an age of high technology from low technology. Also in resent the polymeric cell to get a good high function with an age of new advanced information system is changed from the 21 century to the secondary batteries society. The properties of lithium secondary batteries have the high energy density, the long cycle time, the low self discharge area and the high active voltage. The wanted properties of secondary batteries for the motion of an apparatuses of industries of an high skill age have a small type trend of the energy density and it is become with a strong asking of the industrial society market about the storable medium of the convenience and new power energy. The electrochemical properties is researched for the cell to be synthesised and crystallized the positive active material LiMnO2 of the secondary cell at 9250C to get a new improved data of the electric discharge for that the capacitance of the LiMnO2 thin film that is improving and researching with the properties and a merit and demerit in the this kind of asking.
전지는 공기아연리튬망간산화은나트륨-유황납축니켈-수소 이차니켈-카드뮴리튬이온알칼라인 전지 등의 여러 종류가 있다. 경제적, 효율적 관점에서 폐전지의 재활용 기술은 폭넓게 연구되어 왔다. 본 연구에서는 폐전지의 재활용 기술에 대한 특허와 논문을 분석하였다. 분석범위는 1972년~2011년까지의 미국, EU, 일본, 한국의 등록/개된 특허와 SCI 논문으로 제한하였다. 특허와 논문은 키워드를 사용하여 수집하였고, 기술의 정의에 의해 필터링하였다. 특허와 논문의 동향은 연도, 국가, 기업, 기술에 따라 분석하여 나타내었다.
The structural and thermal stability of $Li[Co_{0.1}Ni_{0.15}Li_{0.2}Mn_{0.55}]O_2$ electrode during cycling process was studied. The sample was prepared by simple combustion method. Although there were irreversible changes on the initial cycle, O3 stacking for $Li[Co_{0.1}Ni_{0.15}Li_{0.2}Mn_{0.55}]O_2$ structure was retained during the first and subsequent cycling process. Impedance of the test cell was decreased after the first charge-discharge process, which would be of benefit to intercalation and deintercalation of lithium ion on subsequent cycling. As expected, cycling test for 75 times increased impedance of the cell a little, instead, thermal stability of $Li[Co_{0.1}Ni_{0.15}Li_{0.2}Mn_{0.55}]O_2$ was improved. Moreover, based on DSC analysis, the initial exothermic peak was shifted to high temperature range and the amount of heat was also decreased after cycling test, which displayed that thermal stability was not deteriorated during cycling.
In the past ten years, $LiMn_2O_4$-based spinels have been extensively studied as positive electrode materials for lithium-ion batteries. To improve the cycle performance of spinel $LiMn_2O_4$ as the cathode of 4V class lithium secondary batteries, spinel phases $LiMn_2O_4$ were prepared at various temperatures ranging form 600-900$^{\cire}C$ in air. The results showed that charge.dischare capacity of $LiMn_2O_4$ varied at 1st temperature from $200^{\circ}C to 600^{\circ}C$ increase with increasing temperature. $LiMn_2O_4$ synthesized at 2nd temperature $750^{\circ}C$excellent charge.discharge capacity, efficiency and cyclability compared to the samplesynthesized different temperatures. The value of lst charge.discharge capacity was 121mAh/g, 118mAh/g, Also, the efficiency value was about 97%.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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