• 제목/요약/키워드: $LiNi_{0.4}Mn_{0.3}Co_{0.3}O_2$

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겹층구조의 LMO-NCM 복합양극을 통한 고온 사이클 수명개선 연구 (Enhanced Cycle Performance of Bi-layer Structured LMO-NCM Positive Electrode at Elevated Temperature)

  • 유성태;류지헌
    • 전기화학회지
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    • 제25권4호
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    • pp.184-190
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    • 2022
  • 스피넬 구조의 LiMn2O4 (LMO) 및 층상구조의 LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 (NCM)는 리튬이온 이차전지의 양극 활물질로 널리 사용되어 왔다. 가격이 저렴하고 안전성이 우수한 LMO와 용량이 크고 고온 수명이 유리한 NCM 양극 물질은 상호 보완적인 특성을 가지고 있어, 두 활물질을 혼합하여 특히 hybrid electric vehicle (HEV)를 포함한 중대형 전지 등에서 양극으로 채택되어 사용되고 있다. 본 연구에서는 LMO와 NCM으로 구성된 복합전극을 제조할 때, 이를 단순히 혼합하여 제조한 blend 전극과 두 전극을 겹층구조로 제조한 전극의 수명특성을 비교하였다. 두 활물질의 비율을 모두 1:1로 구성하여 제조한 겹층전극은 blend 전극과 유사한 용량 및 동등한 사이클 수명을 지니고 있었다. 그리고, 완전지의 고온 사이클에서는 LMO를 먼저 코팅하고 나서 NCM을 코팅한 LN 전극이 가장 우수하였으며, NCM을 먼저 코팅하고 LMO를 다음에 코팅한 NL 전극은 표면에 LMO가 주로 위치하면서 blend 전극보다 오히려 용량퇴화가 더 빠르게 진행되었다. 또한, LSTA (linear sweep thermmametry) 분석결과에서도 LMO가 주로 전극내부에 위치한 LN 겹층전극의 열적 안정성이 보다 우수하였다.

리튬이차전지 양극활물질의 암모니아 침출액에서 공침법에 의한 활물질 전구체의 합성에 대한 암모니아 농도의 영향 (The Effect of NH3 Concentration during Co-precipitation of Precursors from Leachate of Lithium-ion Battery Positive Electrode Active Materials)

  • 박상혁;구희숙;이경준;송준호;김수경;손정수;권경중
    • 자원리싸이클링
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    • 제24권6호
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    • pp.9-16
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    • 2015
  • 폐리튬이차전지 양극재 재활용기술에 있어 침출과정을 통해 회수된 유가금속을 다시 원하는 조성의 전구체로 재합성하는 공침공정은 필수적이다. 본 연구에서는 고용량 특성의 Ni-rich 조성인 $LiNi_{0.6}Co_{0.2}Mn_{0.2}O_2$ (NCM 622) 양극재의 전구체 재합성 시 암모니아가 불순물로서 미치는 영향을 확인하는 공침실험을 수행하였다. SEM 및 EDS 분석결과 양극재 전구체 최적 합성조건(금속염 용액 농도 2 M 기준 암모니아수 농도 1 M)에서 암모니아 농도가 증가할수록 원하는 조성의 전구체가 제조되지 않음을 확인하였다. Ni의 설계함량인 60 mol%를 기준하여 암모니아수 농도 1 M ~ 4 M 조건에서 각각 100%, 98%, 95%, 87%에 해당하는 공침효율을 보여주었다. 또한 제조된 전구체 입자들의 구형화도, 균일도 및 크기분포특성 등의 형상학적 특징을 확인하였다.

Li3PO4 Coated Li[Ni0.75Co0.1Mn0.15]O2 Cathode for All-Solid-State Batteries Based on Sulfide Electrolyte

  • Lee, Joo Young;Park, Yong Joon
    • Journal of Electrochemical Science and Technology
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    • 제13권3호
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    • pp.407-415
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    • 2022
  • Surface coating of cathodes is an essential process for all-solid-state batteries (ASSBs) based on sulfide electrolytes as it efficiently suppresses interfacial reactions between oxide cathodes and sulfide electrolytes. Based on computational calculations, Li3PO4 has been suggested as a promising coating material because of its higher stability with sulfides and its optimal ionic conductivity. However, it has hardly been applied to the coating of ASSBs due to the absence of a suitable coating process, including the selection of source material that is compatible with ASSBs. In this study, polyphosphoric acid (PPA) and (NH4)2HPO4 were used as source materials for preparing a Li3PO4 coating for ASSBs, and the properties of the coating layer and coated cathodes were compared. The Li3PO4 layer fabricated using the (NH4)2HPO4 source was rough and inhomogeneous, which is not suitable for the protection of the cathodes. Moreover, the water-based coating solution with the (NH4)2HPO4 source can deteriorate the electrochemical performance of high-Ni cathodes that are vulnerable to water. In contrast, when an alcohol-based solvent was used, the PPA source enabled the formation of a thin and homogeneous coating layer on the cathode surface. As a consequence, the ASSBs containing the Li3PO4-coated cathode prepared by the PPA source exhibited significantly enhanced discharge and rate capabilities compared to ASSBs containing a pristine cathode or Li3PO4-coated cathode prepared by the (NH4)2HPO4 source.

십전대보탕(十全大補湯)을 투여한 흰쥐의 혈액중 금속농도변화에 관한 연구 (Effect of SipJeonDaeBo-Decoction on Blood Metal Level in Rats)

  • 조후리;이선동
    • 대한예방한의학회지
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    • 제3권2호
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    • pp.151-170
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    • 1999
  • This study was to investigate the metal accumulation from SipJeonDaeBo-Decoction to rat blood of Sprague Dawley. 1. There were no significance in body weight, water dose feed ingestion quantity, liver, kidney, brain, bone weights between the control and the experimental groups. Under the experiment with drinking waters was no metal ${\sim}\;0.65mg/L$ detected. Metal level within feed found 0.0001-376.983mg/kg. 2. In the pack of SipJeonDaeBo-decoction, there detected no metal ${\sim}2.086mg/L$ 3. After P.O(per os) SipJeonDaeBo-decoction, As is detected $2.390{\pm}0.812mg/kg$ in blood; Cd $0.001{\pm}0.001mg/kg$, Co $0.003{\pm}0.001mg/kg$, Cr $0.432{\pm}0.234mg/kg$, Cu $1.013{\pm}0.373mg/kg$, Fe $426.293{\pm}114.842mg/kg$, no Hg, Mn $0.109{\pm}0.082mg/kg$, Ni $0.122{\pm}0.068mg/kg$, Zn $3.584{\pm}1.270mg/kg$. 4. The concentration of Hazardous heavy metal (As, Cd, Co, Cr, Hg, Ni, Pb) within blood control group is searched $0.488{\pm}0.138\;mg/l$; experiment I group $0.432{\pm}0.080mg/l$, experiment II group $0.588{\pm}0.213mg/l$. In the concentration of non hazardous heavy metal(Cu, Fe, Mn, Zn) control group $101.409{\pm}6.832mg/l$; experiment I group $96.062{\pm}5.732\;mg/l$, experiment II group $125.139{\pm}044.820mg/l$. 5. Correlation among every metal in blood Zn and Cr was 0.87956 ; Cd and As -0.02316, Pb and As -0.08738, Ni and As 0.07824, Mn and As 0.07824, Mn and Cd 0.04999. Briefly under the injection of SipJeonDaeBo-decoction, this study was defined within safety in blood level by P.O. during 10 days.

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복합고체 전해질을 적용한 리튬이차전지의 전기화학적 특성 (Electrochemical Performance of Rechargeable Lithium Battery Using Hybrid Solid Electrolyte)

  • 한종수;유학균;김재광
    • 전기화학회지
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    • 제24권4호
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    • pp.100-105
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    • 2021
  • 최근 리튬이차전지의 안전성을 향상시킨 전고체 전지가 많은 관심의 대상이 되고 있으나 전도성 세라믹 또는 고체 고분자 전해질을 적용한 고체전지는 높은 계면 저항, 부반응 등과 같은 문제점을 지니고 있어 전기화학적 특성이 낮다. 기존 전고체 전지의 이러한 문제점을 해결하기 위하여 복합고체 전해질이 제안되었으며 본 연구에서는 나시콘 구조의 나노 입자 Li1.5Al0.5Ti1.5P3O12 (LATP) 전도성 세라믹, PVdF-HFP, 카보네이티 기반 액체전해질을 복합화 하여 유사고체 전해질을 제작하였다. 이 복합고체 전해질은 5.6 V의 높은 전압 안전성을 가지며 리튬이온의 탈리-착리 테스트에서 리튬 금속전극의 덴드라이트 성장 억제 효과가 있음을 보여준다. 또한 복합고체 전해질을 적용한 LiNi0.83Co0.11Mn0.06O2 (NCM811)기반 전지에서 4.8 V의 높은 충전 종지 전압에도 241.5 mAh/g의 높은 방전 용량을 나타내며 안정적인 전기화학 반응이 일어난다. NCM811 기반 전지의 90도 충전-방전 중에도 전지의 단락이나 폭발 없이 139.4 mAh/g 방전 용량을 보인다. 따라서 LATP기반 복합고체 전해질은 리튬이차전지의 안전성과 전기화학적 특성을 향상 시킬 수 있는 효과적인 방법임을 알 수 있다.

광주지역 하상퇴적물에 대한 지질집단별 지구화학적 연구 (Geochemical Study on Geological Groups of Stream Sediments in the Gwangju Area)

  • 김종균;박영석
    • 자원환경지질
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    • 제38권4호
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    • pp.481-492
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    • 2005
  • 이 연구에서는 광주지역 하상퇴적물에 대한 지질집단별 지구화학적 특성에 대해 규명 하고자 한다. 이를 위해 물이 흐르고 있는 1차 수계를 대상으로 하상퇴적물시료 104개를 채취하였고, 실험실에서 자연건조 시켰다. 화학분석을 위한 시료는 알루미나 몰타르를 이용하여 200메쉬 이하로 분쇄하였고, XRF ICP-AES, NAA분석을 실시하였다. 연구지역 하상퇴적물에 대해, 지질집단별 지구화학적 특성 비교와 기존 암석에 대한 연구에서 얻어진 암석화학적인 특성과의 비교를 위해, 선캠브리아기 화강편마암 지역, 쥬라기 화강암 지역, 백악기 화순안산암 지역으로 분리하였다 광주지역 하상퇴적물의 주성분원소 함량은 $SiO_2\;51.89\~70.63\;wt.\%,\;Al_2O-3\;12.91\~21.95\;wt.\%,\;Fe_2O_3\;3.22\~9.89\;wt.\%,\;K_2O\;1.85\~4.49\;wt.\%,\;MgO\;0.68\~2.90\;wt.\%,\;Na_2O\;0.48\~2.34\;wt.\%,\;CaO\;0.42\~6.72\;wt.\%,\;TiO_2\;0.53\~l.32\;wt.\%,\;P_2O_5\;0.06~0.51\;wt.\%\;and\;MnO\;0.05\~0.69\;wt.\%.$이다. 하상퇴적물과 암석에 대한 AMF 삼각도에서, 암석은 칼크-알칼리계열에 도시되는데 비하여, 하상퇴적물은 솔레아이트 계열과 칼크-알칼리계열의 경계부위에 도시된다. 이는 $Fe_2O_3$ 함량이 암석에서보다 하상퇴적물에 더 많이 함유되어 있는 것과 관련이 있는 것으로 보인다. $SiO_2$에 대한 $K_2O+Na_2O$의 비교그림에서, 하상퇴적물은 암석에서와 같이 subalkaline 계열에 점시된다. 하상퇴적물의 미량성분원소 및 희토류 원소 함량은 $Ba 590\~2170ppm$, Be$1\~2.4$ppm, Cu $13\~179ppm$, Nb $20\~34ppm$, Ni$10\~50ppm$, Pb $17\~30$ppm, Sr $70\~1025$ ppm, V$42\~135$ ppm, Zr$45\~171$ ppm, Li$19\~77$ppm, Co$4.3\~19.3$ppm, Cr$28\~131$ppm, Cs$3.1\~17.6$ ppm, Hf $5\~27.6$ ppm, Rb $388\~202$ ppm, Sb$0.2\~l.2$ ppm, Sc$6.4\~17$ ppm, Zn $47\~389$ ppm, Pa $8.8\~68.8$ ppm, Ce$62\~272$ppm, Eu$1\~2.7$ppm and Yb$0.9\~6$ppm의 범위를 보인다.

기반암에 따른 청풍지역 하상퇴적물의 지구화학적 특성 (Geochemical Characteristics of Stream Sediments Based on Bed Rocks in the Cheongpung Area)

  • 박영석;박대우;김종균;송영상;이장존
    • 자원환경지질
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    • 제39권6호
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    • pp.675-687
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    • 2006
  • 이 연구에서는 청풍지역 하상퇴적물에 대한 지구화학적 특성 규명을 통해, 주성분원소 및 미량원소에 대한 청풍지역의 자연배경치를 제시하고, 지구화학적 재해에 대해 예견하고자 한다. 이를 위해 물이 흐르고 있는 1차 수계를 대상으로 하상퇴적물시료를 채취하였고, 실험실에서 자연건조 시켰으며, 화학적 분석을 위해 알루미나 몰타르를 이용하여 200메쉬 이하로 분쇄하였다. 주성분원소 및 미량성분원소는 XRD, XRF, ICP-AES, NAA를 이용하여 분석하였다. 청풍지역 하상퇴적물의 기반암에 따른 지질집단별 지구화학적 특성 비교를 위해, 화강암질편마암지역, 메타텍틱편마암지역, 다도응회암지역, 유치역암 지역, 능주용암지역으로 분류하였다. 청풍지역 하상퇴적물 전체에 대한 주성분원소 함량은 $SiO_2\;47.31{\sim}72.81\;wt.%,\;Al_2O_3 \;11.26{\sim}21.88\;wt.%,\;Fe_2O_3\;2.83{\sim}8.39\;wt.%,\;CaO\;0.34{\sim}7.54\;wt.%,\;MgO\; 0.55{\sim}3.59\;wt.%,\;K_2O\;1.71{\sim}4.31\;wt.%,\;Na_2O\;0.56{\sim}2.28\;wt.%,\;TiO_2\;0.46{\sim}1.24\;wt.%,\;MnO\;0.04{\sim}0.27\;wt.%,\;P_2O_5\;0.02{\sim}0.45\;wt.%$이다. 청풍지역 하상퇴적물 전체에 대한 미량성분원소 및 희토류원소 함량은 $Ba\;700ppm{\sim}8990ppm,\;Be\;1.0{\sim}3.50ppm,\;Cu\;6.20{\sim}60ppm,\;Nb\;12{\sim}28ppm,\;Ni\;4.4{\sim}61ppm,\;Pb\;13{\sim}34ppm,\;Sr\;65{\sim}787ppm,\;V\;4{\sim}98ppm,\;Zr\;32{\sim}164ppm,\;Li\;21{\sim}827ppm,\;Co\;3.68{\sim}65ppm,\;Cr\;16.7{\sim}409ppm,\;Cs\;72{\sim}37.1ppm,\;Hf\;4.99{\sim}49.2ppm,\;Rb\;71.9{\sim}649ppm,\;Sb\;0.16{\sim}5.03ppm,\;Sc\;4.97{\sim}5ppm,\;Zn\;26.3{\sim}375ppm,\;Ce\;60.6{\sim}373ppm,\;Eu\;0.82{\sim}6ppm,\;Yb\;0.71{\sim}10ppm$의 범위를 보였다.

Determination of Metal Levels in Shamma (Smokeless Tobacco) with Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (ICP-MS) in Najran, Saudi Arabia

  • Brima, Eid I.
    • Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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    • 제17권10호
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    • pp.4761-4767
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    • 2016
  • Objective: The use of Shamma (smokeless tobacco) by certain groups is giving rise to health problems, including cancer, in parts of Saudi Arabia. Our objective was to determine metals levels in Shamma using inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS). Methods: Thirty-three samples of Shamma (smokeless tobacco) were collected, comprising four types: brown Shamma (n = 14.0), red Shamma (n = 9.0), white Shamma (n = 4.0), and yellow Shamma (n = 6.0). All samples were collected randomly from Shamma users in the city of Najran. Levels of 11 elements (Al, As, Cd, Co, Cr, Cu, Li, Mn, Ni, Pb, and Zn) were determined by ICP-MS. Results: A mixed standard (20 ppb) of all elements was used for quality control, and average recoveries ranged from 74.7% to 112.2%. The highest average concentrations were found in the following order: Al ($598.8-812.2{\mu}g/g$), Mn ($51.0-80.6{\mu}g/g$), and Ni ($23.2-53.3{\mu}g/g$) in all four Shamma types. The lowest concentrations were for As ($0.7-1.0{\mu}g/g$) and Cd ($0.0-0.06{\mu}g/g$). Conclusions: The colour of each Shamma type reflects additives mixed into the tobacco. Cr and Cu were showed significant differences (P < 0.05) among Shamma types. Moreover, Pb levels are higher in red and yellow Shamma, which could be due to use (PbCrO4) as yellow colouring agent and lead tetroxide, Pb3O4 as a red colouring agent. The findings from this study can be used to raise public awareness about the safety and health effects of Shamma, which is clearly a source of oral exposure to metals.

Piezoelectric and Dielectric Properties of Low Temperature Sintered Pb(Mn1/3Nb2/3)0.02(Ni1/3Nb2/30.12(ZrxTi1-x)0.86O3 System Ceramics

  • Yoo, Ju-Hyun;Lee, Sang-Ho
    • Transactions on Electrical and Electronic Materials
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    • 제10권4호
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    • pp.121-124
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    • 2009
  • In this study, in order to develop compositions of ceramics suitable for piezoelectric actuator and ultrasonic vibrator applications using low temperature sintering, multilayer, PMN-PNN-PZT ceramics were fabricated using $Li_2CO_3$ and $Na_2CO_3$ as sintering aids. Their structural, piezoelectric and dielectric characteristics were investigated according to the Zr/Ti ratio. As the Zr/Ti ratio increased, the electromechanical coupling factor $k_p$, and piezoelectric constant $d_{33}$ and the mechanical quality factor $Q_m$ all increased with Zr/Ti ratio and then decreased after the ratio exceeded 50/50. At the ratio of Zr/Ti =49/51 and sintering temperature of $900^{\circ}C$; the density, electromechanical coupling factor $k_p$, dielectric constant ${\varepsilon}_r$ piezoelectric $d_{33}$ constant and mechanical quality factor $Q_m$ all showed the optimum values of 7.900 $g/cm^3$, 0.576, 856, 312 pC/N, 1,326, respectively. These property values are very suitable for multilayer ceramics actuator applications.

정전류/정출력 고속충전 방식에 따른 리튬이온전지의 열화 비교 연구 (Effect of Fast Charging Mode on the Degradation of Lithium-Ion Battery: Constant Current vs. Constant Power)

  • 박선호;오은택;박시영;임지훈;최진혁;이용민
    • KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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    • 제6권2호
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    • pp.173-179
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    • 2020
  • 전기자동차의 보급이 확대됨에 따라, 소비자의 고속충전에 요구가 높아지고 있으나 관련 연구는 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2/Graphite 18650 실린더형 리튬이온전지를 이용하여, 정전류와 정출력 충전방식에 따른 전지 열화현상을 비교한다. 정전류모드의 충전속도를 1C, 2C, 3C, 4C로 설정하고, 각 충전속도에서의 에너지를 기반으로 정출력값을 산정하였다. 따라서, 동일 충전 에너지를 기반하여, 두 충전방식에 따른 전지 열화를 분석한 결과, 3C의 높은 율속에서 정출력 충전방식이 전지의 열화를 늦출 수 있음이 전압곡선, 용량유지율, 직류저항값으로 확인되었다. 그러나, 충전속도를 4C 이상 높이면, 충전방식보다 전지간 편차가 열화 거동을 지배하였다.