• 제목/요약/키워드: $LiMn_{2}O_{4}$

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리튬 2차전지용 $LiMn_2O_4$ 양극의 충.방전 특성 (Charge.discharge characteristics of cathode for Li rechargeable batteries)

  • 한태희;임성훈;조동언;최명호;강형곤;한병성
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1997년도 하계학술대회 논문집 C
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    • pp.1462-1464
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    • 1997
  • The spinel $LiMn_2O_4$ has been synthesized by solid-state reaction. $LiMn_2O_4$ which includes 3 mix $Li_2CO_3$ or $LiNO_3$ and $MnO_2$ prepared by Prelim heating at $350^{\circ}C$ for 24hr. $LiMn_2O_4$ fired at temp range from $600^{\circ}C$ to $800^{\circ}C$ for 48hr. The structure a electrochemical characteristics of spinel $LiMn_2O_2$ wh fabricated by changing sintering condition from st materials are investigated. The spinel $LiMn_2O_4$ prepared by the mixture of L CMD at $800^{\circ}C$ for 48hr showed an initial charge ca of 146mAh/g. The spinel $LiMn_2O_4$ prepared by the m of $LiNO_3$/CMD at $600{\sim}800^{\circ}C$ for 48hr stabilized ch discharge capacity after 50th cycles.

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리튬이차전지용 양극재 개발 동향 (The Research and Development Trend of Cathode Materials in Lithium Ion Battery)

  • 박홍규
    • 전기화학회지
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    • 제11권3호
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    • pp.197-210
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    • 2008
  • 리튬이차전지용 양극재는 전지 성능발전과 더불어 다양하게 발전되어 왔다. 처음으로 채용된 $LiCoO_2$는 초기의 부족한 성능을 도핑이나 표면개질이라는 기술을 채용하여 지속적인 발전을 거듭하면서 최근 4.3V에 가까운 충전전압에서도 적용 가능하게 되었다. 한편으로 응용기기가 복잡해지면서 요구되는 특성도 한층 강화되었다. 높은 작동전압 뿐만 아니라 고용량이 요구되면서 새로운 재료에 대한 연구개발이 시작되었고, 그 중에서도 ${LiNi}_{1-x}{M_xO_2}$, $Li[Ni_{x}Mn_{y}Co_{z}]O_{2}$, $Li[{Ni}_{1/2}{Mn}_{1/2}]O_{2}$등 다양한 재료들이 개발되기에 이르렀다. 최근에는 고유가에 따라 전기자동차용 개발이활발해지면서 고안전성의 새로운 재료가 필요하게 되었고, 이러한 요구에 수렴하여 ${LiMn_2}{O_4}$, $LiFePO_4$와 같은 안전성이 매우 우수한 재료가 개발되었다. 향 후 양극재 부분은 이외에도 다양한 상들이 고용량과 동시에 안전성이 뛰어난 고용체를 이루고 있는 복합체 양극재를 비롯하여 다양한 재료들이 개발될 것으로 여겨진다.

LiMn2O4의 Mn용출 현상 연구를 위한 전기화학적 Mn(II) 정량 분석법 (Electrochemical Quantitative Analysis of Mn(II) for the Study of Mn-Dissolution Behavior of LiMn2O4)

  • 손화영;이민영;고형신;이호춘
    • 전기화학회지
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    • 제14권3호
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    • pp.131-137
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    • 2011
  • [ $LiMn_2O_4$ ] $Mn^{2+}$이온 용출현상 연구를 위한 간단하고 신속한 전기화학적 $Mn^{2+}$이온 분석법을 정립하였다. 이 분석법은 완충용액에서 $Mn^{2+}$이온이 $Mn^{4+}(MnO_2)$로 산화되는 원리를 이용한다. 최적조건 (pH 8.9 0.04 M $NH_3-NH_4Cl$ 완충용액 및 glassy carbon 작업전극)에서, Linear sweep voltammetry(LSV) 측정에 대해 $5{\mu}M-100{\mu}M$ (0.275-5.5 ppm) $Mn^{2+}$이온 범위에서, differential pulse voltammetry (DPV) 측정에 대해 $0.2{\mu}M-10{\mu}M$ (0.011-0.55 ppm) 범위에서 선형적 응답 특성을 확인하였다. 또한, 측정용액에 리튬 이차전지용 전해액 ($LiPF_6$, EC, EMC)이 첨가할 경우, 첨가량에 비례하여 $Mn^{2+}$ 이온의 산화 전류 감소하였는데, 이러한 감소의 주요 원인은 EMC보다는 $LiPF_6$와 EC성분임을 확인하였다.

리튬 2차 전지용 정극 활물질 LiMn$_2$O$_4$의 열처리 조건에 따른 충방전 특성 (Charge/discharge characteristics by heat treatment condition of cathode active material LiMn$_2$O$_4$ for Li rechargeable batteries)

  • 정인성;구할본
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 1996년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.369-372
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    • 1996
  • We prepared LiMn$_2$O$_4$ by reacting stoichiometric mixture of LiOH.$H_2O$ and MnO$_2$ (mole ratio 1 : 1) and heating at 80$0^{\circ}C$ for 24h, 36h, 48h, 60h and 70h. We obtained through X-ray diffraction that lattice parameter varied as function of heat treatment time. heated cathode active materials at 80$0^{\circ}C$ for 36h, (111)/(311) peak ratio was 0.37. It expected good charge/discharge characteristics. When (111)/(311) peak ratio was 0.37, it will be that crystal structure is farmed very well. In the result of charge/discharge test When heated at 80$0^{\circ}C$ for 36h, charge/discharge characteristic of LiMn$_2$O$_4$is the most property. It agree with our expectation.

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하이브리드 커패시터의 열안정성 개선을 위한 LiFePO4 복합양극 소재에 관한 연구 (Study on LiFePO4 Composite Cathode Materials to Enhance Thermal Stability of Hybrid Capacitor)

  • 권태순;박지현;강석원;정락교;한상진
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제55권2호
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    • pp.242-246
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    • 2017
  • 고온에서 Mn 이온 용출에 의한 성능저하를 보이는 스피넬 결정구조의 $LiMn_2O_4$ 양극 하이브리드 커패시터의 대안으로 열안정성이 높은 올리빈 결정구조의 $LiFePO_4$ 기반 복합양극 소재의 적용가능성을 연구하였다. $LiFePO_4$/활성탄셀을 이용한 1.0~2.3 V의 충 방전을 통한 수명평가에서 상온($25^{\circ}C$) 및 고온($60^{\circ}C$) 조건 모두에서 충 방전 사이클이 진행됨에 따라 음극(활성탄)의 저전압화에 따른 열화로 인한 용량저하 현상이 나타났다. 이의 해결을 위해 50:50 중량비율로 $LiFePO_4/LiMn_2O_4$, $LiFePO_4$/Activated carbon 및 $LiNi_{1/3}Co_{1/3}Mn_{1/3}O_2$ 복합양극을 제조하여 모노셀 충 방전 실험을 수행한 결과, 층상구조의 $LiNi_{1/3}Co_{1/3}Mn_{1/3}O_2$를 사용한 전극이 안정적인 전압거동을 보였다. 또한, 2.3 V 및 $80^{\circ}C$에서 1,000시간 부하를 통한 고온 안정성 실험에서도 $LiNi_{1/3}Co_{1/3}Mn_{1/3}O_2$ 복합양극이 상용 $LiMn_2O_4$ 양극에 비해 약 2배 가량 높은 방전용량 유지율을 보였다.

기계적 합금법을 이용한 리튬 2차 전지용 층상 양극물질 $Li[Ni_xCo_{1-2x}Mn_x]O_2$ 의 합성 및 전기화학적 특성에 관한 연구 (Synthesis and electrochemical properties of layered $Li[Ni_xCo_{1-2x}Mn_x]O_2$ materials for lithium secondary batteries prepared by mechanical alloying)

  • 박상호;신선식;선양국
    • 한국결정학회:학술대회논문집
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    • 한국결정학회 2002년도 정기총회 및 추계학술연구발표회
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    • pp.16-16
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    • 2002
  • The presently commercialized lithium-ion batteries use layer structured LiCoO₂ cathodes. Because of the high cost and toxicity of cobalt, an intensive search for new cathode materials has been underway in recent years. Recently, a concept of a one-to-one solid state mixture of LiNO₂ and LiMnO₂, i.e., Li[Ni/sub 0.5/Mn/sub 0.5/]O₂, was adopted by Ohzuku and Makimura to overcome the disadvantage of LiNiO₂ and LiMnO₂. Li[Ni/sub 0.5/Mn/sub 0.5/]O₂ has the -NaFeO₂ structure, which is characteristic of the layered LiCoO₂ and LiNiO₂ structures and shows excellent cycleability with no indication of spinel formation during electrochemical cycling. Layered Li[Ni/sub x/Co/sub 1-2x/Mn/sub x/]O₂ (x = 0.5 and 0.475) materials with high homogeneity and crystallinity were synthesized using a mechanical alloying method. The Li[Ni/sub 0.475/Co/sub 0.05/Mn/sub 0.475/]O₂ electrode delivers a high discharge capacity of 187 mAh/g between 2.8 and 4.6 V at a high current density of 0.3 mA/㎠(30 mA/g) with excellent cycleability. The charge/discharge and differential capacity vs. voltage studies of the Li[Ni/sub x/Co/sub 1-2x/Mn/sub x/]O₂ (x = 0.5 and 0.475) materials showed only one redox peak up to 50 cycles, which indicates that structural phase transitions are not occurred during electrochemical cycling. The magnitude of the diffusion coefficients of lithium ions for Li[Ni/sub x/Co/sub 1-2x/Mn/sub x/]O₂(x = 0.5 and 0.475) are around 10/sup -9/ ㎠/s measured by the galvanostatic intermittent titration technique (GITT).

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Mn 첨가량 변화에 따른 Tb/Mn이 첨가된 화학양론조성 LiNbO3 단결정의 광학적 특성 (Optical Properties of Stoichiometric Tb/Mn Co-doped LiNbO3 Single Crystals Dependent on Mn Concentration)

  • 이성문;신동익;김근영;백승욱;윤대호
    • 한국세라믹학회지
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    • 제41권1호
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    • pp.92-95
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    • 2004
  • Micro-Pulling Down (${\mu}$-PD) 법을 이용하여 $MnO_2$$Tb_4O_7$를 첨가하여 crack. 열 strain 등의 결함이 없는 화학양론조성의 $LiNbO_3$ 단결정을 c-축으로 직경 1.0mm, 길이 25-30mm의 크기로 성장시켰다. Electron Probe Micro Analysis (EPMA)를 이용하여 결정 내에 $MnO_2$$Tb_4O_7$이 균일하게 분포되어 있음을 확인하였다. 또한 Fourier Transform-Infrared Spectrophotometer (FT-IR)을 사용하여 OH 흡수밴드를 관찰하였고, 성장된 결정의 $MnO_2$$Tb_4O_7$ 첨가에 따른 형광특성의 변화를 측정하였다.

${Li_2}{CO_3}-{Li_3}{PO_4}-{Al_2}{O_3}$계의 고체 전해질 및 ${LiMn_2}{O_4}$의 기준전극을 사용한 $CO_2$ 가스센서 (Solid-State $CO_2$ Sensor using ${Li_2}{CO_3}-{Li_3}{PO_4}-{Al_2}{O_3}$ Solid Electrolyte and ${LiMn_2}{O_4}$ as Reference Electrode)

  • 김동현;윤지영;박희찬;김광호
    • 한국세라믹학회지
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    • 제37권8호
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    • pp.817-823
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    • 2000
  • A solid-state electrochemicall cell for sensing CO2 gas was fabricated using a solid electrolyte of Li2CO3-Li3PO4-Al2O3 mixture and a reference electrode of LiMn2O4. The e.m.f. (electromotive force) of sensor showed a good accordance with theoretical Nernst slope (n=2) for CO2 gas concentration range of 100-10000 ppm above 35$0^{\circ}C$. The e.m.f. of sensor was constant regardless of oxygen partial pressure at the high temperature above 0.1 atm. It was, however, a little depended on oxygen partial pressure as the pressure decreased below 0.1 atm. The oxygen-dependency of our sensor gradually disappeared as the operating temperature increased. The sensing behavior of our CO2 sensor was affected by the presence of water vapor, but its effect was small comparing with other sensors.

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A Study on the Capacity Fading and the Replacement of Surface Film at the Surface of $LiMn_2O_4$ Thin Film Electrode

  • Chung Kyung Yoon;Shu Dong;Kim Kwang-Bum
    • 한국전기화학회:학술대회논문집
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    • 한국전기화학회 2002년도 전지기술심포지움
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    • pp.57-65
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    • 2002
  • The presence of tetragonal phase at the surface of $LiMn_2O_4$ pinicle due to a Jahn-Teller offset was previously reported to be one of the causes for capacity fading observed during cycling of $Li//Li_xMn_2O_4$ in 4V range. Further, it is reported that a Jahn-Teller effect in 4V range may be suppressed by substitution of Mn ions with Li ions or other transition metal ions. However, the direct evidence of the suppression of a Jahn-Teller effect in 4V range by substitution of Mn ions with other metal ions has not been reported. The dissolution and formation of surface film at the surface of $LiMn_2O_4$ electrodes also reportedly affect the capacity fading or rate capability. This study reports on the evidence of the onset and suppression of a Jahn-Teller effect in 4V range and the dissolution and formation of surface film at the surface of $LiMn_2O_4$ thin film electrodes using in situ bending beam method (BBM) in situ electrochemical quartz crystal microbalance (EQCM).

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