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PVdF계 미세기공 고분자 전해질의 전기화학적 특성 (Electrochemical Characteristics of Microporous Polymer Electrolytes Based on Poly(vinylidene-co-hexafluoropropylene))

  • 정강국;김종욱;안주현;김기원;안효준
    • 전기화학회지
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    • 제7권4호
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    • pp.183-188
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    • 2004
  • 리튬 설퍼전지용 고분자 전해질을 개발하기 위해 상전이 방법으로 미세기공 P(VdF-HFP) 고분자 필름을 제조하였다. 미세기공 고분자 전해질은 NMP추출에 사용되는 증류수와 메탄올의 혼합 농도를 조절함으로써 고분자 필름 내부의 기공 구조 형성을 제어할 수 있었다. $80\%$ 메탄올로 제조한 미세기공 고분자 필름에 1M $LiCF_3SO_3-TEGDME/EC$의 액체 전해질을 함침시켜 제조한 고분자 전해질이 가장 높은 이온 전도도를 나타냈으며 리튬 이차전지에 사용 가능한 $2\times10^{-3}S/cm$의 이온전도도를 나타내었다. 또한 고분자 필름의 기공도가 균일하고 저장 시간에 따른 이온전도도 감소도 적었으며, 리튬 전극과의 계면저항도 가장 낮게 나타났다. 리튬염에 따른 이온전도도를 측정한 결과 $LiPF_6$를 사용한 고분자 전해질이 상온에서 $3.3\times10^{-3}S/cm$로 나타났다.

과불소화된 아크릴레이트 가교제로 제조된 직접 가교형 겔 고분자 전해질의 전기화학적 특성 (In-situ Cross-linked Gel Polymer Electrolyte Using Perfluorinated Acrylate as Cross-linker)

  • 오시진;심효진;김동욱;이명훈;이창진;강영구
    • 전기화학회지
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    • 제13권2호
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    • pp.145-152
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    • 2010
  • 본 연구에서는 organophosphate를 기반으로 한 과불소화된 아크릴레이트 가교제를 사용하여 제조한겔 고분자 전해질의 이온 전도도 및 전기화학적 특성을 평가하였다. 과불소화된 아크릴레이트 가교제를 사용하여 만든 겔 고분자 전해질은 액체전해질의 함량이 최대 97 wt%까지 안정한 겔 상태를 유지하였다. 본 연구에서 제조한 겔 고분자 전해질의 이온전도도는 $30^{\circ}C$에서 $1.0\;{\times}\;10^{-2}\;S/cm$의 값을 가졌다. 또한 전기화학적 안정성 테스트에서도 약 4.5V로 이상까지 산화에 의한 열화가 없이 안정하였다. 합성된 겔고분자 전해질을 리튬이온 고분자 전지에 적용하여 그 활용성을 평가하였다. 양극으로는 $LiCoO_2$를 사용하였으며 음극으로는 카본을 사용하였다. 이렇게 만든 리튬이온 고분자 전지는 0.1C에서 136.11 mAh/g의 용량으로 이론용량과 거의 비슷한 값을 나타내었으며, 2C 방전에서도 초기 용량의 91%를 유지하였다. 또한 500번의 충방전 후에도 초기 용량의 70%정도의 용량을 유지하였다.

리툼 이차 전지용 Co3O4 및 Ni-Co3O4 복합물의 전기화학적 특성 및 표면 형상의 관계 (A Relation between the Electrochemical Behaviors and Morphology of Co3O4 and Ni-Co3O4 Composites as Anode Materials for Li Ion Secondary Batteries)

  • 강용묵;이용주;송민상;박민식;이재영
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제14권3호
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    • pp.217-228
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    • 2003
  • Li 이차 전지 음극용 활물질인 $Co_3O_4$의 초기 충방전 효율을 향상시키기 위해 chemical reduction method나 mechanical milling법을 이용하여 $Co_3O_4$에 Ni을 첨가하여 $Ni-Co_3O_4$, 복합물을 제조하였다. 그 결과 초기 충방전 효율이 약 69%에 불과한 $Co_3O_4$에 비해 mechanical milling법을 이용하여 제조된 $Ni-Co_3O_4$ 복합물은 약 79%이상의 대폭 향상된 초기 충방전 효율 특성을 나타내었다. 하지만 chemical reduction method를 이용하여 제조된 $Ni-Co_3O_4$ 복합물은 약 71%의 초기 충방전 효율 특성만을 나타내었다. SEM 분석을 통해 각 물질의 표면 형상을 관찰한 결과 mechanical milling법과 chemical reduction method를 통해 제조된 $Ni-Co_3O_4$ 복합물에서는 $Co_3O_4$ 표면에 분포된 Ni의 균일성의 차이가 존재하였다. $Co_3O_4$$Li_2O$의 분해, 형성에 의해 충방전되고 Ni이 $Li_2O$의 분해를 촉진시키는 효과를 가지고 있음을 고려할 때 이러한 균일성의 차이는 결국 Ni 과 $Co_3O_4$ 사이의 접촉면적의 차이로 이어져 $Ni-Co_3O_4$ 복합물의 초기 충방전 효율 특성이 그 제조 방법에 따라 달라지는 것으로 보인다.

어음청력점사방법과 한국어음청력검사표에 관한 연구 (The Study on Method of Speech Audiometry and the Korean Word Lists Part 1 : Normal Hearing Group)

  • 김기령;김영명;최생이;강대령;심윤주
    • 대한기관식도과학회:학술대회논문집
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    • 대한기관식도과학회 1977년도 제11차 학술대회연제 순서 및 초록
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    • pp.6.1-6
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    • 1977
  • 지금까지의 검사방법에는 순음청력검사, 어음청력검사, 자기청력검사, impedance audiometry등 여러가지 객관적청력검사방법이 있으며, 이들 가운데서 순음청력검사 및 어음청력검사가 기본검사로써 많이 이용되고 있음은 우리들이 주지하고 있는 터이지만 우리나라에 있어서의 어음청력검사에 관한 연구는 과거 20년간의 꾸준한 연구가 있었음에도 불구하고 아직까지 통일원 어음청력검사표가 없으므로써 각각의 어음청취역치와 명료도치 상호간의 정확한 비교가 되지 못하고 있을 뿐 아니라 이들의 검사방법 및 검사재료에 따른 계통적인 연구도 적었기 때문에 어때한 청사 방법과 어느 검사재료가 한국인의 어음청력검사에서 보다 적합한지를 모르고 있는 실정에 있다. 차제에 저자들은 한국에서의 통일된 어음청력검사표의 기준 및 검사법의 통일을 전제로해서 다음과 같이, 한국에서 통용되고 있으며, 대한청각학회에 제출되어 있는 5가지의 어음표를 사용하여 정상인에서 얻은 검사결과를 비교분석하여 다음과 같은 지견을 얻었다. A. 검사재료 및 방법 a. 어음검사표 1. 백준기어음표 (이하 "백 "이라고 약함) 2. 소진명어음표 (이하 "소"라고 약함) 3. 신규식어음표 (이하 "신"이라고 약함) 4. 이종담어음표 (이하 "이" 라고 약함) 5. 함태영어음표 (이하 "함"이라고 약함) b. 검사방법 1. 상행법 2. 하행법 c. 검사대상 1. 여자육성어음 2. 남자녹음어음 3. 여자녹음어음 B. 결 론 1. 상행법이 전검사에 있어서 하행법보다 검사치가 낮아 좋은 결과를 보였다. 2. 어음청취역치및 명료도치는 여자육성이 남자녹음 음에서 보다 낮았으나 여자녹음음에서 보다는 높았다. 3. 어음청취역치는 "함", "이", "소", "신", "백"순으로 수치가 낮았다. 4. 명료도치는 "신", "이", "소", "함", "백"의 순이였다. 5. 이상의 지견을 고찰할 때 우리나라에 있어서도 하루 속히 어음청력검사에 따른 기준치의 설정과 표준 어음청력검사표의 완성등 적절한 조치가 이루어져야할 것으로 촉구되었다.

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무선 센서 망에서 MAC 방식을 위한 Bayes 중지 규칙 (Bayes Stopping Rule for MAC Scheme Wireless Sensor Networks)

  • 박진경;최천원
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제45권7호
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    • pp.53-61
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    • 2008
  • 본 논문에서 줄기 노드는 mesh 토폴로지의 중추 망을 이루고 각 줄기 노드는 주변의 잎 노드와 함께 별 토폴로지의 부속망을 형성하는 무선 센서 망을 고려한다. 이러한 무선 센서 망에서 잎 노드로부터 줄기 노드로의 패킷 전달을 지원하는 MAC 방식을 설계할 때 반드시 다음 사항을 유념해야 한다. 첫째, 잎 노드는 일반적으로 배터리로부터 전력을 공급받는데 이러한 배터리를 교체하거나 충전하기가 어렵다. 둘째, 무선 센서 망은 흔히 주기적으로 데이타를 수집하여 갱신하기 위해 파송된다. 데이타 조각의 전달이 지연되면 싱크 노드의 데이타 처리가 지연되고 결과적으로 데이타 조각 자체를 폐기해야 할 수도 있다. 셋째, 무선 센서 망에서는 시그널링이 극도로 제약되고 복잡한 계산이 곤란하다. 이러한 점을 고려할 매 MAC 방식은 에너지를 절약하고 패킷 전달에서 적시성을 지원할 수 있어야 하며 동시에 단순하고 로버스트해야 한다. 본 논문에서는 무선 센서망의 MAC 방식으로 ALOHA의 수정판을 제안한다. ALOHA 제안 판은 ALOHA 원판의 단순함과 로버스트함을 보전하면서 매번 패킷의 전달을 시도하기에 앞서 잎 노드가 중지 혹은 계속을 결정하는 특징을 갖는다. 이러한 결정을 위해 본 논문에서는 Bayes 중지 규칙을 제안한다. Bayes 중지 규칙은 에너지, 적시성 고리고 throughput 손실이 반영된 Bayes 위험을 최소화하는 중지 규칙으로 잎 노드가 오직 전달 시도에 관한 선험적 지식과 자신의 전달 시도 경험에만 의존하여 중지 혹은 계속을 결정하므로 실용적이다. 계량적 결과로부터 Bayes 중지 규칙이 도입된 ALOHA 제안 판은 무선 센서 망의 열악한 환경에서 유용함을 확인한다.

Adipic Acid Assisted Sol-Gel Synthesis of Li1+x(Mn0.4Ni0.4Fe0.2)1-xO2 (0 < x < 0.3) as Cathode Materials for Lithium Ion Batteries

  • Karthikeyan, Kaliyappan;Amaresh, Samuthirapandian;Son, Ju-Nam;Kim, Shin-Ho;Kim, Min-Chul;Kim, Kwang-Jin;Lee, Sol-Nip;Lee, Yun-Sung
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제34권1호
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    • pp.89-94
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    • 2013
  • Layered $Li_{1+x}(Mn_{0.4}Ni_{0.4}Fe_{0.2})_{1-x}O_2$ (0 < x < 0.3) solid solutions were synthesized using solgel method with adipic acid as chelating agent. Structural and electrochemical properties of the prepared powders were examined by means of X-ray diffraction, Scanning electron microscopy and galvanostatic charge/discharge cycling. All powders had a phase-pure layered structure with $R\bar{3}m$ space group. The morphological studies confirmed that the size of the particles increased at higher x content. The charge-discharge profiles of the solid solution against lithium using 1 M $LiPF_6$ in EC/DMC as electrolyte revealed that the discharge capacity increases with increasing lithium content at the 3a sites. Among the cells, $Li_{1.2}(Mn_{0.32}Ni_{0.32}Fe_{0.16})O_2$ (x = 0.2)/$Li^+$ exhibits a good electrochemical property with maximum initial capacity of 160 $mAhg^{-1}$ between 2-4.5 V at 0.1 $mAcm^{-2}$ current density and the capacity retention after 25 cycles was 92%. Whereas, the cell fabricated with x = 0.3 sample showed continuous capacity fading due to the formation of spinel like structure during the subsequent cycling. The preparation of solid solutions based on $LiNiO_2-LiFeO_2-Li_2MnO_3$ has improved the properties of its end members.

졸겔법으로 제조한 탄소피복된 SiOx/ZnO 복합체의 합성 및 전기화학적 특성 (Synthesis and Electrochemical Characteristics of Carbon Coated SiOx/ZnO Composites by Sol-gel Method)

  • 백광용;정상문;나병기
    • 청정기술
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    • 제22권4호
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    • pp.308-315
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    • 2016
  • 수명특성이 우수한 실리콘 음극재를 제조하기 위해 졸겔법을 통해 $SiO_x/ZnO$ 복합체를 제조하였고, 제조된 복합체는 PVC를 탄소 전구체로 하여 탄소를 피복하였다. 복합체에 포함된 ZnO를 HCl로 제거하여 내부에 빈 공간을 만들어 충 방전에 따른 실리콘의 부피변화를 완화할 수 있게 하였다. 합성된 복합체의 결정구조와 형상을 파악하기 위해 XRD, SEM, TEM 분석을 실시하였다. 탄소 피복된 복합체에 포함된 탄소함량을 TGA를 통해 알아보았으며, 복합체의 기공구조를 확인하기 위해 BET 비표면적 분석과 BJH 기공분포를 확인하였다. 탄소의 추가로 향상된 전기전도성을 측정하였으며, 전기화학적 특성은 AC 임피던스 측정과 충 방전 및 수명특성을 확인하였다. $SiO_x/ZnO$시료에 탄소를 피복할 경우에 전기전도도가 증가하였으며, 방전용량도 증가하였다. 염산으로 ZnO를 제거한 시료의 경우에 표면적은 증가하였으나, 전지의 방전용량은 오히려 감소하였다. 탄소를 피복하지 않은 $SiO_x/ZnO$ 시료의 경우에 방전용량이 매우 낮았으며, 탄소를 피복한 후의 시료는 높은 충방전용량을 나타내었다. 수명특성의 경우, $C-SiO_x/ZnO$ 복합체(Zn : Si : C = 1 : 1 : 8)가 0.2 C의 전류량에서 50 사이클에서 $815mAh\;g^{-1}$의 용량으로 기존 흑연계 음극재보다 높은 용량을 나타내었다.

차량용 12-V 납축전지의 충·방전 모델링 (Modeling of the Charge-discharge Behavior of a 12-V Automotive Lead-acid Battery)

  • 김의성;전세훈;전원진;신치범;정승면;김성태
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제45권3호
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    • pp.242-248
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    • 2007
  • 자동차 전기장치 시스템을 최적화하기 위해서는 차량용 납축전지의 충전 및 방전 거동을 예측할 수 있는 모델링 기술이 필요하다. 본 연구에서는 유한요소법을 이용하여 차량용 12-V 납축전지의 충전 및 방전 거동을 예측할 수 있는 2차원 모델링을 수행하였다. 이 연구에 사용된 수학적 모델에는 전기화학반응 속도론, 전해질의 유동, 대류에 의한 이온의 전달현상, 전극의 시간에 따른 공극률의 변화 등이 고려되었다. 모델링의 신뢰성을 검증하기 위하여 방전 및 충전실험을 수행하였다. 방전실험은 $25^{\circ}C$에서 C/5, C/10 및 C/20의 방전율에 대하여 수행하였고, 충전실험은 $25^{\circ}C$에서 정전류-정전압 방법으로(제한전류 30A, 제한전압 14.24 V) 수행하였다. 모델에 근거하여 예측된 충 방전 거동은 충 방전 실험결과와 잘 일치하였다. 또한 2차원 모델링을 통하여 충 방전이 진행되는 동안 실제로 측정이 불가능한 납축전지 내부의 전류밀도, 전해액의 농도 및 충전상태(state of charge; SOC)의 분포를 예측할 수 있었다.

Cr 치환을 이용한 고전압용 양극 활물질 LiNi0.5Mn1.5O4의 구조와 전기화학적 성능의 개선 (Improvement of Structure and Electrochemical Properties of LiNi0.5Mn1.5O4 for High Voltage Class Cathode Material by Cr Substitution)

  • 엄원섭;김율구;조원일;장호
    • 전기화학회지
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    • 제8권2호
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    • pp.82-87
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    • 2005
  • 고전압 용 양극산화물 $LiNi_{0.5}Mn_{1.5}O_4$는 고온에서 합성 시, 입자 내에 산소결함에 의한 불순물상을 만들게 된다. 불순물상은 불완전한 스피넬 구조를 형성하며 리튬이온의 삽입$\cdot$탈리를 방해하여 전극의 성능을 감소시킨다. 본 연구에서는 고온 열처리 시 생성되는 이러한 불순물상의 거동을 파악하기 위해 크롬을 치환한 $LiNi_{0.5-x}Mn_{1.5}Cr_xO_4(0{\leq}x{\leq}0.05)$를 졸$\cdot$겔법을 이용하여 합성하여 고온 열분석을 실시하였다. 열분석 결과 크롬이 치환되지 않은 양극활물질은 산소결함에 의한 $2\%$의 무게 감소를 보였으나, 크롬이 치환된 경우 무게 감소분이 줄어들어 불순물 생성이 억제됨을 알 수 있었다. XRD 분석에서도 크롬이 치환된 경우 불순물 상이 억제됨을 나타내었으며 불순물상의 감소로 인해 크롬을 첨가한 양극활물질 $LiNi_{0.5-x}Mn_{1.5}Cr_xO_4$를 사용한 경우 충·방전 실험 시 가역 용량과 싸이클 안정성이 향상됨을 볼 수 있었다.

리튬이차전지용 탄소 코팅된 Li2MnSiO4 양극활물질의 상형성 거동 및 충방전 특성 (Phase Formation Behavior and Charge-discharge Properties of Carbon-coated Li2MnSiO4 Cathode Materials for Lithium Rechargeable Batteries)

  • 선호정;채수만;심중표
    • 전기화학회지
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    • 제18권4호
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    • pp.143-149
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    • 2015
  • Planetary ball mill과 고상반응법을 사용하여 실리케이트계 탄소 코팅된 $Li_2MnSiO_4$ 양극활물질 분말을 합성하였으며 충방전 특성을 조사하였다. 전기화학적 활성을 지니는 ${\beta}-Li_2MnSiO_4$ 상을 형성하기 위하여 하소 온도와 분위기를 조절하였으며 ${\beta}-Li_2MnSiO_4$ 단일상에 가까운 탄소 코팅된 $Li_2MnSiO_4$ 활물질 분말을 제조할 수 있었다. 합성된 분말은 100 nm 정도 크기의 1차 입자가 뭉쳐있는 2차 입자 형태를 보였다. $Li_2MnSiO_4$ 활물질에서 Li의 삽입/탈리가 가능하려면 탄소의 첨가가 필요하였으며, 4.8 wt%의 탄소가 코팅된 $Li_2MnSiO_4$ 활물질에서 초기용량 192 mAh/g를 얻을 수 있었다.