The mechanical deformation of a battery separator causes internal short-circuiting of the cathode - anode, which directly affects the explosion/ignition of batteries. To increase the mechanical properties of the separator fabricated by electro-spinning, use of a thermal pressing method is inevitable. Therefore, this research aims to maximize the mechanical strength of a porous separator by finding the proper thermal press temperatures given to Electro-spun Polyacrylonitrile (PAN) nanofibers. The different thermal press temperatures $25^{\circ}C$, $50^{\circ}C$, $75^{\circ}C$, and $100^{\circ}C$ were applied to the electro-spun fiber at 30 MPa pressure for one hour. The higher the temperature, the higher the resultant tensile strength; however, a higher temperature also lowered the strain and porosity. Thus, the membrane thermal pressed at $50^{\circ}C$ showed the best mechanical properties and the second highest porosity. Using the data, $50^{\circ}C$ was judged as the best thermal pressing temperature in terms of performance.
고밀도 폴리에틸렌(HDPE)과 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE)을 블렌딩한 고분자 구조를 갖는 리튬이온 2차 전지용 습식 separator를 제조하였으며, 그들의 고분자 블렌딩 및 연신 조건이 제반물성에 미치는 영향에 관해서 고찰하였다. Separator의 기계적 강도는 UHMWPE의 분자량 및 함량이 증가함에 따라 크게 향상되었으며, UHMWPE의 함량이 6 wt%이며 5배 연신 필름에서 약 $1000 kg/\textrm{cm}^2$의 기계적 강도를 보이며 제막성 또한 우수한 것으로 나타났다. Separator의 기공구조는 0.1~0.12 $\mu\textrm{m}$로 균일성을 보였으며, shut-down특성은 130 $^{\circ}C$ 부근에서 급격히 상승하여 $160^{\circ}C$에서 용융되는 것으로 나타났고 따라서 리튬이온 2차전지에 적용 가능한 것으로 평가되었다.
The milling plants in Korea have been generally used the paddy-separator that operated in accordance with the principle of sieving action. This type of paddy separator was considered as inefficient, especially in relation to the new high-yielding varieties which have different size characteristics within their varieties and also as compared to traditional varieties. With the installation of modern paddy separator it may be possible to increase the overall milling system efficiency and to reduce the grain loss. This study was intended to identify and define important parameters required for assessing the separation performance of a tray-type paddy separator and to determine the optimum conditions of the inclination of separator-table. The results of the study were summarized as follows : (1) Separation performance can be given by use of many parameters found from the measurement of separator outputs. such as upper-tail recovery $(\varepsilon)$, purity of upper-tail $(\gamma)$ , separation recovery of brown rice $(\alpha)$, separation recovery paddy $(\beta)$, and efficiency of separator $(\epsilon)$, Among these para-meters , $\varepsilon$, $\gamma$, $\alpha$ and $\beta$, were designated , respectively, their independent properties of the paddy separator. In addition, their modes of variation due to a varied inclination of the separation table did not indicated in the same direction . However, the efficiency of separator had an advantage to indicate the overall characteristics of the separator performance with a clear optimum inclination condition of the separator table. (2) The optimum feed rate and maximum efficiency of the separator did not occur at the identical inclination of the separator table. Thus, for its practical operation it is necessary to compromise between the qualitative and quantitative performances of the separator. (3) The optimum setting of the separator table tested in the study showed to occur at its inclination of approximately $26^\circ<$/TEX> for the front and $8^\circ<$/TEX> for lateral.
Nanotechnology is the creation and utilization of materials, devices, and systems through the control of matter on the nanometer-length scale, that is, at the level of atoms, molecules, and supramolecular structures. The essence of nanotechnology is the ability to work at these levels to generate larger structures with fundamentally new molecular organization. These nanostructures, made with building blocks understood from first principles, are the smallest human-made objects, and they exhibit novel physical, chemical, and biological properties and phenomena. The aim of nanotechnology is to loam to exploit these properties and efficiently manufacture and employ the structures. Control of matter on the nanoscale already plays an important role in scientific disciplines as diverse as physics, chemistry, materials science, biology, medicine, engineering, and computer simulation. This paper describes the superprecision nano separator to productive particle size of nano powder. this separator system is very important in the industrial area for other high technology parts.
리튬금속(Li metal)은 높은 비용량과 에너지 밀도, 낮은 표준 전극 전위로 인해 유망한 음극활 물질로 각광받아온 재료이지만, 충·방전 시 발생하는 수지상 결정인 덴드라이트(dendrite)로 인해 안전성 및 수명안정성에 한계가 있었다. 본 연구에서는 나노 파이버(Nano Fiber) 형태의 도전재인 vapor grown carbon fiber (VGCF)와 은(Ag)의 복합체가 코팅된 분리막을 개발하였으며, 해당 분리막이 리튬금속 음극의 전기화학 특성에 미치는 영향을 연구하였다. VGCF와 Ag의 시너지 효과를 확인하기 위하여 표면 처리되지 않은 분리막, VGCF만 단면 코팅 처리된 분리막을 각각 준비하여 Ag-VGCF 분리막과 비교 평가하였다. Bare 분리막의 경우, 초기 충·방전 과정에서 리튬금속 표면이 덴드라이트로 뒤덮인 반면, VGCF 분리막 및 Ag-VGCF 분리막 모두 분리막 표면에 코팅된 전도성 코팅층 내부에 리튬이 석출되는 거동을 보였다. 또한 Ag-VGCF 분리막은 VGCF 분리막 대비 더욱 균일한 형상의 석출 형태를 보였다. 그 결과 Ag-VGCF 분리막은 Bare 분리막 및 VGCF 분리막 대비 향상된 전기화학적 특성을 보였다.
본 연구에서는 기존의 이차전지용 폴리에틸렌(PE) 분리막에 poly(meta-phenylene isophthalamide) (Nomex)를 코팅함으로써 뛰어난 내열성을 가진 coated PE 분리막을 제조하였다. 다양한 Nomex 용액 조성과 PE 분리막 코팅 조건에 따라 제조한 분리막의 기계적 및 열적 특성을 열 노출 테스트와 TMA를 이용하여 측정하였고 제조된 코팅 분리막은 기존의 PE 분리막보다 향상된 열 수축률 및 기계적 성질을 보였다. 코팅 분리막의 전기화학적 성질은 이온전도도, 순환 전위-전류법, 충방전 사이클 테스트 등을 이용해 측정하였다.
본 연구에서는 리튬이차전지용 분리막으로 사용되고 있는 폴리올레핀 계열 분리막의 취약한 열 안정성을 극복하기 위해 부직포 기반의 세라믹 코팅 복합 분리막을 개발하였다. 개발된 복합 분리막은 지르코늄 다이옥사이드 ($ZrO_2$) 나노 입자와 PVDF-HFP (Polyvinylidine fluoride-hexafluoropropylene) 바인더로 구성된 세라믹 코팅층을 전기 방사로 제조된 폴리비닐알코올 (PVA) 지지체 양면에 코팅하여 제조하였다. 개발 복합 부직포 분리막의 통기도 및 전해액 함침성을 측정한 결과 상용 PE 분리막 대비 매우 낮은 Gurley값과 우수한 전해액 함침 특성을 나타냈으며 이로 인해 이온 전도성이 상용 PE 분리막 대비 크게 향상됨을 확인하였다. 또한 개발 복합 부직포 분리막의 전기화학적 특성 평가를 위해 코인셀을 제조하였고 고율 방전 실험을 수행한 결과 상용 PE 분리막 대비 고율방전 특성이 크게 향상됨이 관찰되었다. 마지막으로 개발 복합 부직포 분리막의 열적 안정성을 평가하기 위해 열 수축율 실험을 수행하였으며 그 결과 개발 복합 부직포 분리막의 열수축율이 상용 PE 분리막 대비 크게 개선되는 것을 관찰하였다.
본 연구에서는 SBFC의 기본 성능을 분석하고, 페이스트 및 모르터에서의 공학적 특성을 검토하여, 향후 경제적인 조강콘크리트 개발을 위한 방안으로 활용하고자 하였다. 실험결과 SBFC의 우수한 조기강도 발현 성능을 확인 할 수 있었고, 유동성을 고려했을 때 OPC와 SBFC와의 적정 혼입율을 도출하여 사용하는 것이 바람직 할 것으로 판단된다.
This study considers the feasibility of using the low cost assembled separator. The graphite plate has been widely used as the separator in the field of PEMFCs(Polymer electrolyte membrane fuel cell) industry because of its excellent material properties such as good corrosion resistance, good electrical conductance and so on. However, there are some problems for the commercialization due to its poor cost effectiveness for the large volume manufacturing and lack of mechanical strength. From this respect, this study has focused on the manufacturing technology in order to reduce the price for the commercialization of separator. This study also shows that the assembled separator of the suggested structure, which is composed of grafoil and PC(PolyCarbonate) materials, could be manufactured at low cost enough for the mass production. The flow fields produced by cutting foils and the base plates of the separators were simply made by mechanical work.
Nanotechnology is the creation and utilization of materials, devices, and systems through the control of matter on the nanometer-length scale, that is, at the level of atoms, molecules, and supramolecular structures. The essence of nanotechnology is the ability to work at these levels to generate larger structures with fundamentally new molecular organization. These nanostructures, made with building blocks understood from first principles, are the smallest human-made objects, and they exhibit novel physical, chemical, and biological properties and phenomena. The aim of nanotechnology is to learn to exploit these properties and efficiently manufacture and employ the structures. Control of matter on the nanoscale already plays an important role in scientific disciplines as diverse as physics, chemistry, materials science, biology, medicine, engineering, and computer simulation. This paper describes the superprecision nano separator to productive particle size of nano powder. this separator system is very important in the industrial area for other high technology parts.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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