• 제목/요약/키워드: PVdF-co-HFP

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DLC 코팅에 의한 PVdF-HFP 막의 표면변화 및 접촉각 연구 (Study of surface modification and contact angle by electrospun PVdF-HFP membrane with DLC coating)

  • 이태동;조현;윤수종;김태규
    • 한국결정성장학회지
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    • 제24권1호
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    • pp.33-40
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    • 2014
  • 전기방사법(Electrospinning technique)을 이용하여 PVdF-HFP(Poly vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene) 멤브레인을 제조하고, 그 멤브레인 표면위에 DLC(Diamond-like carbon) 코팅공정을 적용하여 멤브레인의 표면변화 및 접촉각 변화를 조사하였다. Ar 플라즈마 처리시간 및 처리조건에 따라 PVdF-HFP 멤브레인 파이버 표면이 주름(wrinkles)형태로 변화 하였다. 이러한 Ar 플라즈마 처리가 된 PVdF-HFP 멤브레인은 초친수성(super-hydrophilic) 특성으로 변했지만, 초친수성 PVdF-HFP 멤브레인에 DLC 코팅공정을 적용하면 반대로 초소수성(super-hydrophobic) 특성으로 변화되었다. 이러한 특성을 가진 표면을 접촉각 측정과 XPS, FE-SEM 측정으로 분석하였다. 따라서 화학적 조성과 표면 형상에 의해 접촉각 특성을 가지는 것으로 확인하였다.

New Liquid Crystal-Embedded PVdF-co-HFP-Based Polymer Electrolytes for Dye-Sensitized Solar Cell Applications

  • Vijayakumar, G.;Lee, Meyoung-Jin;Song, Myung-Kwan;Jin, Sung-Ho;Lee, Jae-Wook;Lee, Chan-Woo;Gal, Yeong-Soon;Shim, Hyo-Jin;Kang, Yong-Ku;Lee, Gi-Won;Kim, Kyung-Kon;Park, Nam-Gyu;Kim, Suhk-Mann
    • Macromolecular Research
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    • 제17권12호
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    • pp.963-968
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    • 2009
  • Liquid crystal (LC; E7 and/or ML-0249)-embedded, poly(vinylidenefluoride-co-hexafluoropropylene) (PVdF-co-HFP)-based, polymer electrolytes were prepared for use in dye-sensitized solar cells (DSSCs). The electrolytes contained 1-methyl-3-propylimidazolium iodide (PMII), tetrabutylammonium iodide (TBAI), and iodine ($I_2$), which participate in the $I_3^-/I^-$ redox couple. The incorporation of photochemically stable PVdF-co-HFP in the DSSCs created a stable polymer electrolyte that resisted leakage and volatilization. DSSCs, with liquid crystal(LC)-embedded PVdF-co-HFP-based polymer electrolytes between the amphiphilic ruthenium dye N719 absorbed to the nanocrystalline $TiO_2$ photoanode and the Pt counter electrode, were fabricated. These DSSCs displayed enhanced redox couple reduction and reduced charge recombination in comparison to that fabricated from the conventional PVdF-co-HFP-based polymer electrolyte. The behavior of the polymer electrolyte was improved by the addition of optimized amounts of plasticizers, such as ethylene carbonate (EC) and propylene carbonate (PC). The significantly increased short-circuit current density ($J_{sc}$, $14.60\;mA/cm^2$) and open-circuit voltage ($V_{oc}$, 0.68 V) of these DSSCs led to a high power conversion efficiency (PCE) of 6.42% and a fill factor of 0.65 under a standard light intensity of $100\;mW/cm^2$ irradiation of AM 1.5 sunlight. A DSSC fabricated by using E7-embedded PVdF-co-HFP-based polymer electrolyte exhibited a maximum incident photon-to-current conversion efficiency (IPCE) of 50%.

고성능 리튬 이온전지를 위한 폴리머-세라믹 복합 겔 고분자 전해질 (Polymer-Ceramic Composite Gel Polymer Electrolyte for High-Electrochemical-Performance Lithium-Ion Batteries)

  • 장소현;김재광
    • 전기화학회지
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    • 제19권4호
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    • pp.123-128
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    • 2016
  • 본 연구에서는 poly(vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene) (PVdF-HFP)를 나노 크기의 $Al_2O_3$ 세라믹입자와 혼합하여 전기방사법으로 복합 겔 고분자 전해질을 제조하였다. $Al_2O_3$ 세라믹입자를 혼합한 복합 겔 고분자 전해질의 이온전도도는 $9.5{\times}10^{-2}Scm^{-1}$로, 순수한 PVdF-HFP 겔 고분자 전해질보다 높은 이온전도도를 나타내며 전기화학적 안정성도 5.2 V까지 개선하였다. 전기화학적 성능을 분석하기 위해서 $LiNi_{1/3}Mn_{1/3}Co_{1/3}O_2$ (NMC)양극과 함께 전지로 제작되었으며 순수 겔 고분자 전해질과 복합 겔 고분자 전해질 셀은 0.1C-rate에서 각각 $168.2mAh\;g^{-1}$$189.6mAh\;g^{-1}$의 방전 용량을 가지며 우수한 수명 특성을 보여 주었다. 따라서 고유전율 세라믹 입자의 복합화는 리튬 이온 겔 고분자 전지의 안정성과 전기화학적 특성을 향상시키는 좋은 대안이 될 것으로 판단된다.

PVdF-HFP와 실리카가 코팅된 실크 견직물의 분리막 특성과 이를 채용한 리튬이온전지의 충방전 특성 (Separator Properties of Silk-Woven Fabrics Coated with PVdF-HFP and Silica and the Charge-Discharge Characteristics of Lithium-ion Batteries Adopting Them)

  • 오심건;이영기;김광만;이용민;김상헌;김용주;고장면
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제51권3호
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    • pp.330-334
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    • 2013
  • 실크 견직물 표면에 poly(vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene) (PVdF-HFP)와 실리카 나노입자의 혼합물을 코팅한 분리막을 제조하고 분리막에 전해액을 함침시켜 리튬이온전지용 분리막 겸 전해질로 사용하기 위한 특성이 조사되었다. 코팅막의 제조 시에는 전해액이 침투할 수 있는 미세다공의 형성을 심화시키기 위해 dibutylphthalate (DBP) 가소제의 함량을 변화시키면서 코팅된 분리막의 이온전도도, 함습율, 전기화학적 안정성 등을 조사하였고, 이를 리튬 이온전지에 탑재하여 여러 전류속도에 대한 충방전 특성도 함께 측정하였다. 결과적으로 실리카가 첨가되고 DBP를 40~50 wt% 사용하여 코팅된 실크 분리막이 가장 우수한 분리막 특성 및 고율 충방전 특성을 나타내었다. 이는 (i) 실크 견직물의 우수한 내구성과 내열성 이외에 (ii) DBP에 의한 미세다공 형성, (iii) 실리카에 의한 함습율 향상 등에 의해 코팅막의 표면적 및 코팅된 분리막의 이온전도도가 크게 향상되었기 때문이다.

Al2O3/PVdF_HFP 세라믹코팅층의 미세기공구조가 리튬이차전지용 복합분리막의 열 안정성 및 전기화학특성에 미치는 영향 (Effect of Microporous Structure of Al2O3/PVdF_HFP Ceramic Coating Layers on Thermal Stability and Electrochemical Performance of Composite Separators for Lithium-Ion Batteries)

  • 정현석;김규철;이상영
    • 전기화학회지
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    • 제12권4호
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    • pp.324-328
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    • 2009
  • 양극 (cathodes)과 음극 (anodes)이 서로 물리적으로 닿게되는 내부 단락 (internal short-circuit) 현상은 리튬이차전지 안전성 (safety) 이슈의 주요 원인으로 고려되고 있으며, 분리막 (separators)의 열 안정성 (thermal stability)에 의해 크게 영향을 받는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 기존 폴리올레핀 (polyolefin) 계열 분리막에 비해 열 안정성이 현저히 개선된 세라믹 복합막 구조의 신규 분리막을 개발하여, 전지 내부 단락 발생을 억제하고자 하였다. 본 연구의 복합분리막은 알루미나 ($Al_2O_3$) 나노입자와 PVdF-HFP (polyvinylidene fluoride-hexafluoropropylene) 바인더로 구성된 세라믹 코팅층을, 폴리에틸렌 (polyethylene, PE) 분리막 양면에 도입시킴으로써 제조되었다. 세라믹 코팅층의 모폴로지는 코팅용액의 상전이 (phase inversion) 현상 제어를 통해 결정되었으며, 비용매 (물) 함량이 증가함에 따라 기공크기 및 기공구조가 보다 더 발달되었다. 이러한 세라믹 코팅층의 기공구조 변화는 복합분리막의 열 안정성 및 전기화학특성에 큰 영향을끼치는 것으로 관찰되었으며, 이를 상전이 현상 관점에서 체계적으로 해석하였다.

New Separators Based on Non-Polyolefin Polymers for Secondary Lithium Batteries

  • Seol, Wan-Ho;Lee, Yong-Min;Lee, Jun-Young;Han, Young-Dal;Ryu, Myung-Hyun;Park, Jung-Ki
    • 전기화학회지
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    • 제10권2호
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    • pp.82-87
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    • 2007
  • New porous separators based on non-polyolefin materials including the blend of poly (vinyl chloride) (PVC)/poly (vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene) (P(VdF-co-HFP)/poly(methyl methacrylate) (PMMA), and the porous separator based on poly (vinylidene fluoride) (PVdF) were prepared by phase inversion method. The porosity and morphology were controlled with phase inversion rate, which is governed by the relative content of non-solvent and solvent in coagulation bath. To enhance tensile strength, the solvent pre-evaporation and uni-axial stretching processes were applied. The ionic conductivity was increased with increasing stretching ratio, and tensile strength was increased with increasing solvent pre-evaporation time and stretching ratio. The 200% stretched PVdF separator showed 56 MPa of tensile strength, and the ionic conductivity of the stretched PVdF separator was $8.6{\times}10^{-4}\;S\;cm^{-1}\;at\;25^{\circ}C$.

Cross-linkable Polymer Matrix for Enhanced Thermal Stability of Succinonitrile-based Polymer Electrolyte in Lithium Rechargeable Batteries

  • Ryou, Myung-Hyun;Lee, Dong-Jin;Lee, Je-Nam;Lee, Hong-Kyeong;Seo, Myung-Won;Lee, Hye-Won;Shin, Weon-Ho;Lee, Yong-Min;Choi, Jang-Wook;Park, Jung-Ki
    • Journal of Electrochemical Science and Technology
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    • 제2권4호
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    • pp.198-203
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    • 2011
  • A polymer electrolyte was prepared by using polyvinylidenefluoride-co-hexafluoropropylene (PVdF-HFP) or poly(ethylene glycol) dimethacrylate (PEGDMA) as polymer matrices, succinonitrile as an additive, and lithium perchlorate as a lithium salt. Compared to the polymer electrolyte employing PVdF-HFP, the PEGDMA-based polymer electrolyte exhibits substantially superior thermal stability when exposed to high temperatures. Nonetheless, the ionic conductivity of the PEGDMA-based polymer electrolyte was preserved in a wide temperature range between $-20^{\circ}C$ and $80^{\circ}C$.