Seongmin Kim;Hanseul Kim;Sung Wook Doo;Hee-Jae Jeon;In Hye Kim;Hyun-seung Kim;Youngjin Kim
Journal of Electrochemical Science and Technology
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제14권3호
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pp.293-300
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2023
The global energy storage markets have gravitated to high-energy-density and low cost of lithium-ion batteries (LIBs) as the predominant system for energy storage such as electric vehicles (EVs). High-Ni layered oxides are considered promising next-generation cathode materials for LIBs owing to their significant advantages in terms of high energy density. However, the practical application of high-Ni cathodes remains challenging, because of their structural and surface instability. Although extensive studies have been conducted to mitigate these inherent instabilities, a two-step process involving the synthesis of the cathode and a dry/wet coating is essential. This study evaluates a one-step β-Li2SnO3 layer coating on the surface of LiNi0.8Co0.2O2 (NC82) via the thermal segregation of Sn owing to the solubility limit with respect to the synthesis temperature. The doping, segregation, and phase transition of Sn were systematically revealed by structural analyses. Moreover, surface-engineered 5 mol% Sn-coated LiNi0.8Co0.2O2 (NC82_Sn5%) exhibited superior capacity retention compared to bare NC82 owing to the stable surface coating layer. Thus, the developed one-step coating method is suitable for improving the properties of high-Ni layered oxide cathode materials for application in LIBs.
Transactions on Electrical and Electronic Materials
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제11권4호
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pp.182-185
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2010
$Pb_{0.99}[(Zr_{0.6}Sn_{0.4})_{0.9}Ti_{0.1}]_{0.98}Nb_{0.02}O_3$ (PNZST) thin films were deposited by radio frequency magnetron sputtering on a $(La_{0.5}Sr_{0.5})CoO_3$ (LSCO)/Pt/Ti/$SiO_2$/Si substrate using a PNZST target with an excess PbO of 10 mole%. The thin films deposited at the substrate temperature of $500^{\circ}C$ crystallized to a perovskite phase after rapid thermal annealing (RTA). The thin films, which annealed at $650^{\circ}C$ for 10 seconds in air, exhibited good crystal structures and ferroelectric properties. The remanent polarization and coercive field of the fabricated PNZST capacitor were approximately $20uC/cm^2$ and 50 kV/cm, respectively. The reduction of the polarization after $2.2\;{\times}\;10^9$ switching cycles was less than 10%.
$Cu_{1.8}Zn_{1.2}(Sn_{1-x}Ge_x)S_4$ (CZTGeS) nanocrystals were mechanochemically synthesized from elemental precursor powders without using any organic solvents and any additives. The composition of CZTGeS nanocrystals were systematically varied with different Ge mole fraction (x) from 0.1 to 0.9. The XRD, Raman spectroscopy, high-resolution TEM, and diffuse reflectance studies show that the as-synthesized CZTGeS nanocrystals exhibited consistent changes in various structural and optical properties as a function of x, such as lattice parameters, wave numbers for $A_1$ Raman vibration mode, interplanar distances (d-spacing), and optical bandgap energies. The bandgap energy of the synthesized CZTGeS nanocrystals gradually increases from 1.40 to 1.61 eV with increasing x from 0.1 to 0.9, demonstrating that Ge-doping is useful means to tune the bandgap of mechanochemically synthesized nanocrystals-based kesterite thin-film solar cells. The preliminary solar cell performance is presented with an efficiency of 3.66%.
This study aims to synthesize emerald-green malayaite pigments using $CaCO_3$, $SiO_2$, $SnO_2$ and $V_2O_5$. For this purpose, the optimum composition is $CaV_{0.25}Sn_{0.687}SiO_5$ and heating condition is at $1250^{\circ}C$ for 6 h of soaking time. The samples were characterized by X-ray diffraction (XRD), the Fourier Transform Infrared Spectrometers(FT-IR), the Raman Spectrometer, Scanning Electron Microscope(SEM) and the UV/Vis spectroscopy. The substituted V ion for Sn was observed to be quadrivalence. The analytical results of the synthesized pigment showed the tetragonal crystal, a typical form of Malayaite, and the particle size to be approximately $5{\sim}10\;{\mu}m$. The color in lime glaze added 12 wt% pigment was emerald green, and CIE Lab parameters are $L^*=67.73$, $a^*=-12.39$ and $b^*=9.28$.
$Ga_2O_3$ doped $SnO_2$ thin films were grown by using pulsed laser deposition (PLD) technique on glass substrate. The optical and electrical properties of these films were investigated for different doping concentrations, oxygen partial pressures, substrate temperatures, and film thickness. The films were deposited at different substrate temperatures (room temperature to $600^{\circ}C$). The best opto-electrical properties is shown by the film deposited at substrate temperature of $300^{\circ}C$ with oxygen partial pressure of 80 m Torr and the gallium concentration of 2 wt%. The as obtained lowest resistivity is $9.57{\times}10^{-3}\;{\Omega}cm$ with the average transmission of 80% in the visible region and an optical band gap (indirect allowed) of 4.26 eV.
A polymer electrolyte membrane (PEM) fuel cell has been getting large interest as a typical issue in useful applications. The PEMFC is composed of a membrane, catalyst and the bipolar plate. SnOx:F films on SUS316 stainless steel were prepared as a function of substrate with using electron cyclotron resonance-metal organic chemical vapor deposition (ECR-MOCVD) in order to achieve the corrosion-resistant and low contact resistance bipolar plates for PEM fuel cells. The SnOx:F films coated on SUS316 substrate at surface plasma treatment for excellent stability, before/after heat treatment for good crystalline structure and microwave power for were characterized by X-ray diffraction (XRD), auger electron microscopy (AES) and field emission-scanning electron microscopy (FE-SEM). The SnOx:F film coated on SUS316 substrate with various process parameters were able to observe optimum interfacial contact resistance (ICR) and corrosion resistance. It can be concluded that fluorine-doping content plays an important function in electrical property and characteristic of corrosion-protective film.
The Mn4+-activated Li2ZnSn2O6 (LZSO:Mn4+) red phosphors were synthesized by the solid-state reaction at temperatures of 1100-1400 ℃ in air. The synthesized LZSO:Mn4+ phosphors were confirmed to have a single hexagonal LZSO phase without the presence of any secondary phase formed by the Mn4+ addition. With near UV and blue excitation, the LZSO:Mn4+ phosphors exhibited a double band deep-red emission peaked at ~658 nm and ~673 nm due to the 2E → 4A2 transition of Mn4+ ion. PL emission intensity showed a strong dependence on the Mn4+ doping concentration and the 0.3 mol% Mn4+-doped LZSO phosphor produced the strongest PL emission intensity. Photoluminescence emission intensity was also found to be dependent on the calcination temperature and the optimal calcination temperature for the LZSO:Mn4+ phosphors was determined to be 1200 ℃. Dynamic light scattering (DLS) and field-effect scanning electron microscopy (FE-SEM) analysis revealed that the 0.3 mol% Mn4+-doped LZSO phosphor particles have an irregularly round shape and an average particle size of ~1.46 ㎛.
플라즈마 화학증착법을 이용하여 Corning glass 1737 기판에 안티몬 도핑 산화주석 박막을 증착하였다. 플라즈만 화학증착시 반응변수에 따른 박막의 결정상 및 형성된 표면거칠기에 대하여 XRD와 AFM을 이용하여 검토하였다. 반응온도 $450^{\circ}C$, 유입가스비 R[$P_{SbCl}P_{{SnCl}_4}$]=1.12, r.f. power 30W에서 비교적 결정성이 뛰어난 박막을 얻을 수 있었다. 화학증착법(TCVD)에 비해 플라즈마 열화학증착법(PECVD)으로 얻은 박막의 표현형상이 보다 균일하였다. 안티몬 도핑농도가 증가할수록, 증착온고가 낮을수록, 증착두께가 작을수록 박막의 표면거칠기가 보다 감소하였다.
Widely used dielectrics, barium titanate was promising material for ceramic capacitor. It was produced by specific formulation with various dopants-La2O3, ZrO2, SnO2, CaZrO3, CaTiO3, CaSnO3, Bi2O3, and etc.-according to demanded properties of capacitor. In this study, we would examinate the study of dielectric properties and temperatuer characteristics (T.C.) with the amount of Bi2O3. The sample was prepared with [BaTiO3]10+[BaZrO3, SnO2, La2O3, ZrO2]10 and Bi2O3 varied from 1.0, 1.5, 2.0, 2.5 to 3.0wt%. After milling and mixing for 15hrs, each sample was dried and then pressed at 700kg/$\textrm{cm}^2$ into pellets. Pellets were fired at 131$0^{\circ}C$, for 3hrs in air. As the result of measurements, dielectric constant, break down voltage, and insulation resistance were increased with the amount of Bi2O3, and the resonant frequency was shifted from high frequency to low frequency range. In the case of temperature characteristics, capacitance change rate was symmetrically changed at -$25^{\circ}C$ and +85$^{\circ}C$ respectively. Therefore, it is recognized that the temperature characteristics can be moderated with doping Bi2O3 in our study.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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