• E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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• 제11권11호
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• pp.9-17
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• 1998

The dependence of the ionic conductivity on the B-site ion substitution in (Li0.5La0.5)Ti1-xMxO3 (M=Sn, Zr, Mn, Ge) system has been studied. Same valence state and various electronic configuration and ionic radius of Sn4+, Zr4+, Mn4+ and Ge4+(4d10(0.69$\AA$), 4p6(0.72$\AA$), 3d10(0.54$\AA$) and 3d3(0.54$\AA$), respectively) induced the various crystallographic variaton with substitutions. So it was possibleto investigate the crystallographic factor which influence the ionic conduction by observing the dependence of the conductivity on the crystallographic factor which influence the ionic conduction by observing the dependence of the conductivity on the crystallographic variations. We found that the conductivity increased with decreasing the radii of B-site ions or vice versa and octahedron distortion disturb the ion conduction. The reason for this reciprocal proportion of conductivity on the radius of B-site ions has been examined on the base of the interatomic bond strength change due to the cation substitutions. The results were good in agreement with the experimental results. Therefore it could be concluded that the interatomic bond strength change due to the cation substitutions may be the one of major factors influencing the lithium ion conductivity in perovskite(Li0.5La0.5) TiO3system.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제37권5호
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• pp.533-540
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• 2024

In line with the development of electronic devices and technologies, the demand for improving ferroelectric materials' performance is increasing. Since K_0.5Na_0.5NbO₃ (KNN), an eco-friendly ferroelectric material that does not use lead and has a high Curie temperature, it is attracting attention to its usability as a high-temperature dielectric, and various studies are being conducted to increase performance. In a KNN having a perovskite structure, there was a simulation result that the KNN has higher spontaneous polarization when the A-site in which sodium ions exist is replaced with lithium ions. If the simulation results can be proven experimentally, the application range of KNN-based ferroelectric materials will increase. To this end, we tried to manufacture a K_1-xLi_xNbO₃ (KLN) with high electrical characteristics by fabricating niobium-deficient and potassium-excessive compositions, which attempt was made to solve the stoichiometry problem by volatilization and suppress secondary phases. If KLN's secondary phase suppression and relative permittivity improvement are successful, it will contribute to meeting the demand for developing electronic devices.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.409-409
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• 2011

All solid-state thin film lithium batteries have many applications in miniaturized devices because of lightweight, long-life, low self-discharge and high energy density. The research of cathode materials for thin film lithium batteries that provide high energy density at fast discharge rates is important to meet the demands for high-power applications. Among cathode materials, lithium manganese oxide materials as spinel-based compounds have been reported to possess specific advantages of high electrochemical potential, high abundant, low cost, and low toxicity. However, the lithium manganese oxide has problem of capacity fade which caused by dissolution of Mn ions during intercalation reaction and phase instability. For this problem, many studies on effect of various transition metals have been reported. In the preliminary study, the Sn-substituted LiMn2O4 thin films prepared by pulsed laser deposition have shown the improvement in discharge capacity and cycleability. In this study, the thin films of LiMn2O4 and LiSn0.0125Mn1.975O4 prepared by RF magnetron sputtering were studied with effect of deposition parameters on the phase, surface morphology and electrochemical property. And, all solid-state thin film batteries comprised of a lithium anode, lithium phosphorus oxy-nitride (LiPON) solid electrolyte and LiMn2O4-based cathode were fabricated, and the electrochemical property was investigated.

• 전기화학회지
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• 제13권3호
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• pp.186-192
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• 2010

흑연과 1-buthyl-2,3-dimethylimidazolium(BDMI)계 이온성 액체의 계면 반응을 이해하기 위하여 lithium bis(fluorosulfonyl)imide(LiTFSI)가 용해된 BDMI-TFSI 용액 중에서 전기화학 원자간력 현미경(electrochemical atomic force microscopy, ECAFM)을 이용하여 순환 전압전류법 전후에 있어서의 고배향성 열분해 흑연(highly oriented pyrolytic graphite, HOPG)의 표면을 in-situ로 관찰하였다. HOPG 전극에서 리튬의 가역적인 삽입과 탈리반응은 진행되지 않았으며, $BDMI^+$ 양이온의 삽입에 의한 blister의 형성 및 그라펜 층의 파괴만이 관찰되었다. 한편, $BDMI^+$ 양이온의 삽입 반응은 농도가 4.90 mol/kg인 LiTFSI-propylene carbonate(PC)를 15 wt% 함유하고 있는 BDMI-TFSI계에서는 일어나지 않았으며, 이 경우에는 가역적인 리튬의 삽입과 탈리반응이 진행 되었다. ECAFM 결과는 고농도의 PC계 용액이 solid electrolyte interface(SEI)를 형성함으로 인해 $BDMI^+$ 양이온의 삽입을 막는 매우 효과적인 첨가제임을 나타내었다.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제10권2호
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• pp.223-230
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• 2019

A facile method for surface coating with $Li_2TiF_6$ which has a high lithium-ion conductivity, on $LiMn_2O_4$ spinel cathode material for high performance lithium ion batteries. The surface coating is performed by using a co-precipitation method with $Li_2CO_3$ powder and $H_2TiF_6$ solution under room temperature and atmospheric pressure without special equipment. Total coating amount of $Li_2TiF_6$ is carefully controlled from 0 to 10 wt.% based on the active material of $LiMn_2O_4$. They are evaluated by a systematic combination of analyses comprising with XRD, SEM, TEM and ICP. It is found that the surface modification of $Li_2TiF_6$ is very beneficial to high cycle life and excellent rate capability by reducing surface failure and supporting lithium ions transportation on the surface. The best coating condition is found to have a high cycle life of $103mAh\;g^{-1}$ at the 100th cycle and a rate capability of $102.9mAh\;g^{-1}$ under 20 C. The detail electrochemical behaviors are investigated by AC impedance and galvanostatic charge and discharge test.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제18권6호
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• pp.1151-1156
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• 2023

본 논문은 초기 리튬이온 배터리의 충·방전 데이터를 활용하여 리튬이온 배터리의 잔존 수명을 예측할 수 있는 딥러닝 모델을 제시한다. PNP(Positive and Negative Perceptron) 모델을 사용하여 DMP(Deep learning Model using PNP model)를 구축하였으며, DMP의 성능을 증명하기 위해 LSTM 모델을 사용하여 DML(Deep learning Model using LSTM model)을 구성하였다. DMP와 DML의 리튬이온 배터리의 잔존 수명 예측 성능을 비교하며, 오차 측정 방법은 RMSE(Root Mean Square Error)와 RMSPE(Root Mean Square Percentage Error)이다. 시험 데이터로 오차를 측정한 결과 DMP와 DML의 RMSE 차이는 144.62[Cycle]이며, RMSPE 차이는 3.37[%]로 DMP의 오차가 낮게 측정되었다. 이를 통해 우리는 DMP의 성능이 높은 것으로 증명하였으며, 이는 리튬이온 배터리 분야에서 PNP 모델이 LSTM 모델보다 성능이 뛰어남을 나타내었다.

• 공업화학
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• 제16권1호
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• pp.107-111
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• 2005

$V_2O_5$ 분말을 과산화수소에 용해시켜 $V_2O_5$ 겔을 졸-겔법으로 합성한 후 물성과 전기화학적 특성을 NMR, 선형전압전류법 등을 이용하여 조사하였다. $V_2O_5$ xerogel에 삽입된 $Li^+$ 이온의 량에 따라 NMR 스펙트라의 화학적이동값이 다르게 나타났으며 xerogel 구조 내에서 다른 환경의 리튬이온 자리가 존재함을 알 수 있었다. 합성에 이용한 $V_2O_5$의 초기농도 변화와 pH 변화에 따른 xerogel의 전기화학적 특성은 큰 차이가 나타나지 않았으며, 전지용량은 이온교환수지법으로 제조한 xerogel과 비슷한 140 mAh/g으로 나타났다.

• 멤브레인
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• 제30권1호
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• pp.38-45
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• 2020

리튬금속전지(LMB)는 매우 큰 이론 용량을 갖지만 단락(short circuit), 수명 감소 등을 야기하는 덴드라이트(dendrite)가 형성되는 큰 문제점을 갖고 있다. 본 연구에서는 poly(dimethylsiloxane) (PDMS)에 graphene oxide (GO) nanosheet를 고르게 분산시킨 PDMS/GO 복합체를 합성하였고 이를 박막 형태로 코팅하여 덴드라이트의 형성을 물리적으로 억제할 수 있는 막의 효과를 이끌어내었다. PDMS의 경우, 그 자체로는 이온 전도체가 아니기 때문에 리튬 이온의 통로를 형성시켜 리튬 이온의 이동을 원활하게 하기 위하여 5wt% 불산(HF)으로 에칭하여 PDMS/GO 박막이 이온전도성을 가질 수 있도록 하였다. 주사전자현미경(scanning electron microscopy, SEM)을 통해 전면 및 단면을 관찰하여 PDMS/GO 박막의 형상을 확인하였다. 그리고 PDMS/GO 박막을 리튬금속전지에 적용하여 실시한 배터리 테스트 결과, 100번째 사이클까지 쿨롱 효율(columbic efficiency)이 평균 87.4%로 유지되었고, 박막이 코팅되지 않은 구리 전극보다 과전압이 감소되었음을 전압 구배(voltage profile)를 통해 확인하였다.

• 대한화학회지
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• 제57권1호
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• pp.12-19
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• 2013

The single-crystal structure of fully dehydrated partially $Li^+$-exchanged zeolite Y, ${\mid}Li_{50}Na_{25}{\mid}[Si_{117}Al_{75}O_{384}]$-FAU, was determined by single-crystal synchrotron X-ray diffraction techniques in the cubic space group $Fd\bar{3}m$ at 100(1) K. Ion exchange was accomplished by flowing stream of 0.1 M aqueous $LiNO_3$ for 2 days at 293 K, followed by vacuum dehydration at 623 K and $1{\times}10^{-6}$ Torr for 2 days. The structure was refined using all intensities to the final error indices (using only the 801 reflections with ($F_o$ > $4{\sigma}(F_o)$) $R_1/R_2=0.043/0.140$. The 50 $Li^+$ ions per unit cell are found at three different crystallographic sites. The 19 $Li^+$ ions occupy at site I' in the sodalite cavity: the $Li^+$ ions are recessed 0.30 ${\AA}$ into the sodalite cavity from their 3-oxygens plane (Li-O = 1.926(5) ${\AA}$ and $O-Li-O=117.7(3)^{\circ}$). The 20 $Li^+$ ions are found at site II in the supercage, being recessed 0.23 ${\AA}$ into the supercage (Li-O = 2.038(5) ${\AA}$ and $O-Li-O=118.7(3)^{\circ}$). Site III' positions are occupied by 11 $Li^+$ ions: these $Li^+$ ions bind strongly to one oxygen atom (Li-O = 2.00(8) ${\AA}$). About 25 $Na^+$ ions per unit cell are found at four different crystallographic sites: 4 $Na^+$ ions are at site I, 5 at site I', 12 at site II, and the remaining 4 at site III'.

• 청정기술
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• 제27권1호
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• pp.33-38
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• 2021

리튬계 이차전지의 수요는 휴대전화 및 전기자동차 등의 관련 산업의 폭발적인 성장과 더불어 크게 증가하고 있으며, 한국은 전 세계 이차전지 사업의 40%를 점유하는 리튬 이차전지 제조 강국이다. 폐기된 리튬 이차전지의 경우 대부분은 스크랩 형태로 유가금속 회수 차원에서 재활용되고 있으나, 코발트와 니켈 등 유가금속 회수 후 폐액은 잔류 리튬 농도에 따라 일부 폐기되고 있으며, 제조 공정 시 발생하는 폐액에 관한 연구는 전무하다. 뿐만 아니라 리튬 이온 농도에 의한 수계 오염 가능성에 관한 연구는 시도되지 않았으며 해마다 공공하수처리시설의 방류수 수질기준은 엄격해지고 있다. 본 연구에서는 고성능 장시간 목적으로 사용되는 고니켈계 NCM 양극재 제조 공정에서 전극 코팅을 위한 공정에서 발생하는 폐액에 대하여 분석하고, 폐액 처리공정에 대한 과정을 제시하였다. 제안한 제조 공정 폐액 처리 공정별 리튬 이온의 농도 및 pH 영향에 따른 수질오염 척도인 생태독성과의 연관성에 대하여 수질검사와 함께 물벼룩 생태독성 시험을 통해 상관관계를 분석하였다. 또한, 다른 산업군의 생태독성 시험과의 비교를 통해 향후 리튬 공장 폐액에 대한 현실적인 처리 방안에 대하여 서술하였다.