We prepared orthorhombic $LiMnO_2$ by emulsion drying method. The thermo-gravimetric measurement and X-ray diffraction studies indicated that the orthorhombic $LiMnO_2$ phase was formed above $800^{\circ}C$ by oxygen evaporation process from $LiMn_2O_4$ and $Li_2MnO_3$. In this process, we could control the ordering of $LiMnO_2$ with heating rate. It was observed that electrochemical properties depended on the ordering of this material; the ordered one exhibited good capacity retention, whereas the disordered one suffered capacity fading upon cycling, especially in the 3 V region. Transmission electron microscopic (TEM) study showed that this difference is related with difference in the stress relieving effects in the samples.
단순화한 연소법에 의해 합성한 $LiMn_{1.92}Co_{0.08}O_4$와 $LiNi_{0.7}Co_{0.3}O_2$의 혼합물의 전기화학적 성질을 알아보기 위하여, 30분 동안 milling하여 $LiMn_{1.92}Co_{0.08}O_4$-x wt$\%$$LiNi_{0.7}Co_{0.3}O_2$ (x=9, 23, 33, 41, and 47) 조성의 혼합물을 제조하였다. x=9 조성의 전극이 비교적 큰 초기방전용량(109.9mAh/g at 0.1C)과 좋은 싸이클 성능을 가지고 있었다. 싸이클링에 따른 혼합물 전극의 방전용량 감소는 주로 $LiNi_{0.7}Co_{0.3}O_2$의 퇴화에 기인한다고 생각된다. $LiNi_{0.7}Co_{0.3}O_2$의 퇴화는 $LiMn_{1.92}Co_{0.08}O_4$로부터 용해된 Mn이 $LiNi_{0.7}Co_{0.3}O_2$ 입자를 둘러싸서(coating) 일어나는 것으로 판단된다.
The properties of $LiMnO_2$ was studied as a cathode active material for lithium polymer batteries. $LiMnO_2$ cathode active materials were synthesized by the reaction of $LiOH{\cdot}H_2O$ and $Mn_2O_3$ at various temperature under argon atmosphere. The powders were characterized by the X -ray diffraction. For lithium polymer battery applications, the $LiMnO_2$ cell was characterized electrochemically by charge-discharge experiments and a.c. impedance spectroscopy. And the relationship between the characteristics of powders and electrochemical properties was studied in this research. A maximum discharge capacity of 160~170 mAh/g for o-$LiMnO_2$ cell was achieved. The capacity of o-$LiMnO_2$ electrode demonstrated better than of the spinel $LiMnO_2$ by solid-state reaction.
As a basic study for cathode materials of {{{{ { {LiMn }_{2 }O }_{4 } }}-based lithium-ion secondary batteries Li({{{{ { { { {Mn }_{1-$\delta$ }Nb }_{$\delta$} )}_{2 }O }_{4 } }} ($\delta$=0.05, 0.1, 0.2) materials which Nb is substituted for Mn were synthesized by the solid state reaction at 80$0^{\circ}C$ and 110$0^{\circ}C$ respectively. The second phase {{{{ { LiNbO}_{3 } }} appeared above $\delta$=0.1 As the result of im-pedance analysis as the amount of substituted Nb increased the resistivity of grain boundary increased greatly. Compared to undoped-{{{{ { {LiMn }_{2 }O }_{4 } }} the electrical conductivity of Li({{{{ { { { {Mn }_{1-$\delta$ }Nb }_{$\delta$} )}_{2 }O }_{4 } }} decreased slightly but is charging capacity and potential plateau increased.
3D microbattery에 사용할 수 있는 $LiMn_2O_4$ 3차원 박막전극을 제조하여 그 전기화학적 특성을 관찰하였다. 3차원 구조의 형성을 위하여 먼저 polystyrene(PS) microsphere를 platinum이 증착된 Si/$SiO_2$ 기판위에 dip-coating 방식으로 코팅시켜 template로 사용하였다. 그 위에 sol-gel법을 이용, 박막을 형성시킨 후 template 를 제거하는 방식으로 $LiMn_2O_4$ 3차원 박막전극을 형성하였는데 이때 solution은 Lithium acetylacetonate[$LiCH_3CO-CHCOCH_3$], Manganese(III) acetylacetonate [Mn$(CH_3COCHCOCH_3)_3$]를 source 물질로 1-butanol과 acetic acid를 solvent로 활용하여 제조하였다.
Crystallized $LiMn_{2-y}Mg_{y}O_4$ powder was prepared by calcing the mixture of LiOH.$H_2O$, $MnO_2$ and MgO at $800^{\circ}C$ for 36h in an air atmosphere. The structure of $LiMn_{2-y}Mg_{y}O_4$ crystallites was analyzed from powder X-ray diffraction data as a cubic spinel, space group Fd3m. Though all cathode material showed spinel phase based on cubic phase in X-ray diffraction, other peaks gradually exhibited and became intense with increasing y value in $LiMn_{2-y}Mg_{y}O_4$. However, ununiform which calculated by (111) face and (222) face was constant in spite of the increase of y value, except pure $LiMn_2O_4$. AC impedance of Li/$LiMn_{2-y}Mg_{y}O_4$ cells revealed the similar resistance of about $70\Omega$ before cycling. In addition, The impedance of Li/$LiMn_{1.9}Mg_{0.1}O_4$ cell changed during charge and discharge or after cycling.
HEV용 리튬 이차전지의 양극물질로서 $LiMn_2O_4$는 일반적으로 사용되고 있는 $LiCoO_2$에 비해 값이 저렴하고 독성이 낮으며, 높은 전압과 좋은 율 특성을 갖는 물질이다. 하지만 고온에서 전이금속인 Mn이 전해액으로 용출되어 급격한 용량감소로 인한 짧은 수명의 단점을 가지고 있다. 흔히 전구체로 쓰이는 $MnO_2$, $Mn_3O_4$, MnOOH등은 전기 분해법을 이용한 EMD가 주로 이용된다. 본 연구에서는 출발 물질로 $KMnO_4$와 $Mn(NO_3)_2$를 수용액 반응을 시켜서 농도, 온도변화에 따른 입자 형상 및 크기와 결정상의 변화를 관찰하고, 화학적 방법으로 얻어진 $MnO_2$와 LiOH를 합성하여 각각의 $LiMn_2O_4$를 비교 분석하고자한다.
$LiMn_2O_4$는 출력특성이 좋고 가격이 저렴하지만 전해액 중에서 $Mn^{2+}$이 용출되어 나오는 것과 반복적인 충방전시 구조가 파괴되는 단점이 있어 이것을 보완하고자 $FePO_4\cdot2H_2O$를 $LiMn_2O_4$의 표면에 코팅하였다, $LiMn_2O_4$를 모재로, $FePO_4\cdot2H_2O$를 코팅재로 사용하여 $FePO_4\cdot2H_2O$의 코팅량 변화와, 열처리 온도변화에 따른 물성 변화를살펴보았다, LiOH 와 $MnO_2$의 혼합물을 $1000^{\circ}C$ 에서 소성하여 $LiMn_2O_4$를 합성하고, Fe$(NO_3)_3$ 수용액과 $NH_4H_2PO_4$ 수용액을 혼합하여 $FePO_4\cdot2H_2O$를 제조하였다, $LiMn_2O_4$에 $FePO_4\cdot2H_2O$를 1wt%, 2wt%, 3wt% 비율로 ball milling 을 통해 코팅한 후, 온도를 변화시키면서 열처리 하였다. 코팅한 물질을 XRD를 통해 구조를 분석하고 SEM을 이용하여 형상을 관찰하였다. 또한 고온에서의 $Mn^{2+}$의 용출량을 ICP로 측정하고 half-cell을 만들어 충방전 test를 통해 충방전 특성을 조사하였다. 아울러, 코팅량과 열처리 온도 등 합성변수들이 소재특성 및 전기화학적 특성에 미치는 영향을 조사하였다.
In many papers, the electrochemical analysis of LiMn$_2$O$_4$shows the transition results of Mn$^{3+}$ ion. Charge ordering is accompanied by simultaneous orbital ordering due to the Jahn-Teller effect in Mnl$^{3+}$ ions. To analyze the cycle performance of LiMn$_{2-x}$Cu$_{x}$ O$_4$as the cathode of 4 V class lithium secondary batteries, XRD, TGA analysis were conducted. Although the cycle performance of the LiMn$_{2-x}$Cu$_{x}$ O$_4$was improved from pure LiMn$_2$O$_4$, the discharge capacity was significantly lower than LiCoO$_2$. In this paper, We study the Electrochemical characterization and enhanced stability of Cu-doped spinels in the LiMn$_{2-x}$Cu$_{x}$ O$_4$upon initial cycling.l cycling.
$LiNi_{1/3}Co_{1/3}Mn_{1/3}O_2$ cathode materials prepared from different precursors in lithium rechargeable batteries were characterized by various analytical methods. $LiNi_{1/3}Co_{1/3}Mn_{1/3}O_2$ powders were synthesized by using solid-state reaction method and their physical and chemical properties were analyzed by XRD, SEM, particle size analyzer and TCP-AES. These materials showed different crystallinity, particle size, surface morphology and chemical composition. Also, the charge/discharge cycling of $LiNi_{1/3}Co_{1/3}Mn_{1/3}O_2$ electrodes was carried out under various cut-off voltages and it showed different behaviors. It was found that the electrochemical cyclability of $LiNi_{1/3}Co_{1/3}Mn_{1/3}O_2$ was strongly related to its crystallinity.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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