• 한국분말재료학회지
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• 제24권1호
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• pp.17-23
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• 2017

In this study, a finite element analysis approach is proposed to predict the fluid-structure interaction behavior of active materials for lithium-ion batteries (LIBs), which are mainly composed of graphite powder. The porous matrix of graphite powder saturated with fluid electrolyte is considered a representative volume element (RVE) model. Three different RVE models are proposed to consider the uncertainty of the powder shape and the porosity. P-wave modulus from RVE solutions are analyzed based on the microstructure and the interaction between the fluid and the graphite powder matrix. From the results, it is found that the large surface area of the active material results in low mechanical properties of LIB, which leads to poor structural durability when subjected to dynamic loads. The results obtained in this study provide useful information for predicting the mechanical safety of a battery pack.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1997년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1600-1602
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• 1997

We have studied microstructure of carbn fiber and graphite using scanning electron microscope, x-ray diffractommetry and x-ray photoelectron spectroscopy. According to the results, intercalation of lithium ion affected formation of film on carbon surface and changed structural parameter. Also, we found that film on carbon surface included lithium ion. And, the results of XPS indicated that surface of lithiated carbon materials existed P and F consisting electrolyte. Thus, We expected electrolyte cointercalated with lithium.

• 한국세라믹학회지
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• 제54권5호
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• pp.400-405
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• 2017

$P_2O_5-ZnO-SiO_2-R_2O$ glasses were synthesized as a sealing material for large scale dye-sensitized solar cells (DSSC). Compositional effects of $P_2O_5$ and ZnO were examined by varying their contents. Their viscosity and glass stability at sintering temperatures of less than $550^{\circ}C$ were examined by flow button test. Glass transition temperature and structural change upon compositional change were investigated. Chemical stability against electrolyte was also examined by immersing the glasses in the electrolyte for 72 h at $85^{\circ}C$.

• 전기화학회지
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• 제14권2호
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• pp.117-124
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• 2011

We demonstrate a new surface modification of high-voltage lithium cobalt oxide ($LiCoO_2$) cathode active materials for lithium-ion batteries. This approach is based on exploitation of a polarity-tuned gel polymer electrolyte (GPE) coating. Herein, two contrast polymers having different polarity are chosen: polyimide (PI) synthesized from thermally curing 4-component (pyromellitic dianhydride/biphenyl dianhydride/phenylenediamine/oxydianiline) polyamic acid (as a polar GPE) and ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA) containing 12 wt% vinyl acetate repeating unit (as a less polar GPE). The strong affinity of polyamic acid for $LiCoO_2$ allows the resulting PI coating layer to present a highly-continuous surface film of nanometer thickness. On the other hand, the less polar EVA coating layer is poorly deposited onto the $LiCoO_2$, resulting in a locally agglomerated morphology with relatively high thickness. Based on the characterization of GPE coating layers, their structural difference on the electrochemical performance and thermal stability of high-voltage (herein, 4.4 V) $LiCoO_2$ is thoroughly investigated. In comparison to the EVA coating layer, the PI coating layer is effective in preventing the direct exposure of $LiCoO_2$ to liquid electrolyte, which thus plays a viable role in improving the high-voltage cell performance and mitigating the interfacial exothermic reaction between the charged $LiCoO_2$ and liquid electrolytes.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제30권6호
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• pp.71-77
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• 2016

핸드폰 충전기 내 커패시터의 전해액이 전원 입력단자로 누출되고 PCB 기판에 트래킹이 발생하여 탄화도전로가 형성되는 것을 확인하였다. 트래킹이 발생하는 원인을 구조적으로 분석한 결과, 전원 입력단자와 PCB 기판이 커넥터를 이용하여 직결되는 경우에 발생하였다. 커패시터에서 누출된 전해액이 전원입력단자로 흘러 들어가는 양이 많을수록, 전원입력단자의 플러그 핀 사이에 설치된 격벽의 높이가 낮을수록 트래킹 발생율이 높았다. 이에 따라 충전기 내 트래킹 발생율을 낮추기 위해서는 누출된 전해액이 전원입력단자로 흘러 들어가지 않도록 커패시터에 격벽을 설치하거나, 전원입력단자에 설치된 격벽의 높이를 높일 필요가 있다. 또한, 전원 연결단자와 맞닿아 있는 PCB기판의 형태를 ${\Pi}$로 변경한다면 트래킹 발생율이 더욱 줄어들 것으로 판단된다.

• 세라미스트
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• 제23권2호
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• pp.184-199
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• 2020

The solid oxide fuel cells (SOFCs) are the one of the most promising energy conversion devices which can directly convert chemical energy into electric power with high efficiency and low emission. The lowering operating temperature below 800 ℃ has been considered as the mostly considerable research and development for commercialization. The major issue is to maintain reasonably high performance of SOFCs at reduced temperatures due to increment of polarization resistance of electrodes and electrolyte. Thus, the alternative materials with high catalytic activities and fast oxygen ion conductivity are required. For recent advances in electrolyte materials and technology, newly designed, highly conductive electrolyte materials and structural engineering of them provide a new path for further reduction in ohmic polarization resistance from electrolytes. Here, a powerful strategy of the bilayer concept with various oxide electrolytes of SOFCs are briefly reviewed. These recent developments also highlight the need for electrolytes with greater conductivity to achieve a high performance, thus providing a useful guidance for the rational design of cell structures for SOFCs. Moreover, cell design, materials compatibility, processing methods, are discussed, along with their role in determining cell performance. Results from state-of-the-art SOFCs are presented, and future prospects are discussed.

• 공업화학
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• 제31권6호
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• pp.603-606
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• 2020

본 논문에서는 수산화기를 음이온으로 이미다졸리움, 즉 1-benzyl-3-butylimidazolium [BzBIM]을 양이온으로 구성한 친수성의 알칼라인 이온성 액체 전해질을 합성하였다. 합성한 이온성 액체의 전기화학적, 물리적 및 구조적 특성을 순환전압전류법, 이온전도도, 점도, 열중량분석기, 시차 주사 열량 측정법, FT-IR과 1H-NMR을 이용하여 측정하였다. 합성된 이온성 액체는 0.1 M KCl 전해질과 유사한 높은 이온전도도와 낮은 점도를 나타내었으며, 또한 약 4.4 V 이상의 전위창을 나타내었다. 따라서 상기 이온성 액체는 대체 전해질로 다양한 에너지 및 환경 응용분야에 활용될 수 있을 것으로 전망된다.

• 전기화학회지
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• 제18권2호
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• pp.45-50
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• 2015

본 연구에서는 리튬 이온 전도성 세라믹 고체전해질($Li_{1+x+y}Al_xTi_{2-x}Si_yP_{3-y}O_{12}$, LATP)의 알칼라인 용액 내에서의 화학적 안정성을 증가시키기 위하여, 고체전해질 표면을 질화 공정 처리를 통해 개질하였다. LATP 고체전해질의 화학적 안정성 및 전기화학 특성과 관련된 고체전해질 표면 형상 및 구조 특성 등을 X-선 회절법, X-선 광전자 분광법, 주사 전자 현미경 및 임피던스 측정을 통하여 분석하였다. 질화 처리된 LATP 시료를 30일간 알칼라인 용액에 담지하여, 표면 처리하지 않은 시료와 비교시 향상된 화학적 안정성을 나타냈으며, 이를 하이브리드 리튬-공기 전지에 적용하여 비교시 개선된 충방전 분극 및 효율 특성을 보였다. 이러한 결과를 바탕으로 질화 처리 공정을 통한 표면 개질은 알칼라인 용액내에서의 세라믹 고체전해질의 화학적 안정성을 증가시키는데 효과적으로 도움이 될 것으로 판단된다.

• 전기화학회지
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• 제21권2호
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• pp.39-46
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• 2018

많은 실험실 기반의 리튬이차전지 실험결과는 코인셀로부터 얻어진다. 이는 조립의 용이성, 저렴한 가격, 실험 결과의 우수한 재연성 등에 기인한다. 코인셀은 케이스(case), 가스켓(gasket), 스페이서(spacer disk), 스프링(wave spring)로 구성되어 있으며, 이러한 구조적인 특성으로 인하여 코인셀은 상용화된 파우치, 각형 및 원통형 전지에 비하여 전극 무게 대비 많은 양의 전해질을 포함하게 된다. 하지만 과량의 전해액이 셀의 성능에 미치는 영향에 대한 연구는 현재까지 이루어지지 않은 상황이다. 본 연구에서는 액체 전해액의 양을 다르게 제어하여 코인셀에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 전해액의 양은 전극 용량 대비 30, $100mg\;mAh^{-1}$(전해액의 양/전극용량)로 제어하였으며, 조립된 셀의 전해액 함량에 따른 전기화학적 특성을 확인하기 위해 초기 충 방전 곡선과 상온 ($25^{\circ}C$), 고온 ($60^{\circ}C$) 및 고전압(4.5 V)에서의 수명특성평가를 진행하였다. $30mg\;mAh^{-1}$의 전해액을 포함하는 단위 전지의 경우, 고온 및 고전압 조건에서 $100mg\;mAh^{-1}$의 경우에 비해 매우 우수한 방전 용량 유지 특성을 나타내었다. 전자는 후자보다 더 큰 내부저항 증가를 보였으며, 이를 통해 전해액의 양이 전지의 방전 용량 유지 특성에 매우 큰 영향을 미치고 있음을 확인하였다.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 2002년도 추계 총회 및 학술발표회
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• pp.65-68
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• 2002

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