• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제13권1호
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• pp.128-137
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• 2022

For this study, the sol gel method was used to synthesize the spinel LiNi_0.5Mn_1.5O₄ (LNMO) electrode material. Structural, morphological, electrochemical, and kinetic aspects of the LNMO have been characterized. The synthesized LNMO was indexed with the Fd3m cubic space group. The excellent capacity retention indicates that the spinel framework of LNMO has the ability to withstand high rate charge-discharge throughout long cycle tests. The Li diffusion coefficient (D_Li) changes non-monotonically across three orders of magnitude, from 10^-9 to 10^-12 cm² s^-1 determined from GITT method. The variation of D_Li seemed to be related to three oxidation reactions that happened throughout the charging process. A small dip in D_Li at the beginning stage of Li deintercalation is correlated with the oxidation of Mn³⁺ to Mn⁴⁺. While two pronounced D_Li minima at 4.7 V and 4.75 V are due to the oxidation of Ni²⁺/Ni³⁺ and Ni³⁺/Ni⁴⁺ respectively. The depletion of D_Li at the high voltage region is attributed to the occurrence of two successive phase transformation phenomena.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제10권3호
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• pp.102-105
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• 2009

$Li[Ni_{0.2}Li_{0.2}Mn_{0.6}]O_2$ cathode materials have been synthesized by a microwave-assisted sol-gel method. The structure and electrochemical properties of $Li[Ni_{0.2}Li_{0.2}Mn_{0.6}]O_2$ were studied by X-ray difftactometry (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and charge-discharge cycler. The powder prepared by microwave assisted sol-gel method showed good crystallinity and well-defined facet shapes. The $Li[Ni_{0.2}Li_{0.2}Mn_{0.6}]O_2$ electrode delivered a high discharge capacity of 230 $mAhg^{-1}$ at the specific current of 40 $mAg^{-1}$ (0.2 C rate) in the voltage range of 2.0${\sim}$4.8 V. About 60 % of the discharge capacity measured at 0.2 Crate (140 $mAhg^{-1}$) was maintained at a 6 C (1200 $mAg^{-1}$)rate. The cyclic property was also stable and it did not deteriorated at a high Crate.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제29권9호
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• pp.1695-1698
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• 2008

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제32권9호
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• pp.3281-3289
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• 2011

The materials composed of the 3d series transition metals are introduced into the hydrocarbon steam-reforming reaction in order to enhance the $H_2$ production and abruptly depress the catalytic deactivation resulting from the strong sintering between the Ni component and the ${\gamma}-Al_2O_3$ support. The conventional impregnation method is used to synthesize the Ni/3d series metal/${\gamma}-Al_2O_3$ materials through the sequentially loading Ni source and the 3d series metal (Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Cu, and Zn) sources onto the ${\gamma}-Al_2O_3$ support. The Mnloaded material exhibits a significantly higher reforming reactivity than the conventional Ni/${\gamma}-Al_2O_3$ and the other Ni/3d series metal/${\gamma}-Al_2O_3$ materials. Particularly the addition of Mn selectively improves the $H_2$ product selectivity by eliminating the formation of $CH_4$ and CO. The $H_2$ production is maximized at a value of 95% over Ni(0.3)/Mn(0.3)/${\gamma}-Al_2O_4$(1.0) with a butane conversion of 100% above $750^{\circ}C$ for up to 55 h.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제29권6호
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• pp.337-341
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• 2016

In this study, $ Ni_{0.79}(Mn_{2.21-x}Cu_x)O_4$ (x=0~0.25) specimens were prepared by using a conventional mixed oxide method. All specimens were sintered in air at $1,200^{\circ}C$ for 12 h and cooled at a rate of $2^{\circ}C/min$ to $800^{\circ}C$, subsequently quenching to room temperature. We investigated the structural and electrical properties of $ Ni_{0.79}(Mn_{2.21-x}Cu_x)O_4$ specimens with variation of CuO amount for the application of NTC thermistors. As results of X-ray diffraction patterns, all specimens showed the formation of a complete solid solution with cubic spinel phase. The relationship between ln ${\rho}$ and the reciprocal of absolute temperature(1/T) for the NTC thermistors was shown linearity, which exhibited the typical NTC thermistor properties. With increasing the amount of CuO, resistivity at room temperature, B-value, and temperature coefficient resistance decreased.

• 전기화학회지
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• 제20권4호
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• pp.67-74
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• 2017

층상구조의 Ni-rich NCM계 양극활물질 $Li[Ni_xCo_{(1-x)/2}Mn_{(1-x)/2}]O_2$ ($x{\geq}0.6$)은 $LiCoO_2$ 대비 높은 에너지밀도와 가격 경쟁력의 장점을 가진다. Ni 함량에 비례하여 가역 방전용량이 증가하는 장점이 있는 반면, 합성 중에 발생하는 양이온 혼합으로 인해 안정적인 전기화학성능을 구현하기 어려운 문제가 있다. 본 연구에서는 합성 분위기, 리튬 원료물질, 합성 시간, 합성 온도, Li/M (M=transition metal) 비율 등의 다양한 합성조건을 변수로 하여 Ni 함량 증가에 따라 최적의 층상구조 Ni-rich NCM을 각각 합성하고 이에 대한 전기화학성능을 보고하였다. $Li[Ni_{0.6}Co_{0.2}Mn_{0.2}]O_2$ (NCM6)을 기준으로 Ni 함량이 증가한 $Li[Ni_{0.7}Co_{0.15}Mn_{0.15}]O_2$ (NCM7)와 $Li[Ni_{0.8}Co_{0.1}Mn_{0.1}]O_2$ (NCM8)의 합성시 전이금속 중 Ni의 비율이 증가함에 따라 양이온 혼합이 증가하는 것이 관찰되었고, 이는 전기화학 성능에 부정적인 영향을 끼치는 것으로 확인되었다. Ni 비율별 NCM에 대한 연구결과 비율 내확인한 최적의 조건에서 NCM6은 $180mAh{\cdot}g^{-1}$, 96.2% (50회), NCM7은 $187mAh{\cdot}g^{-1}$, 94.7% (50회), NCM8은 $201mAh{\cdot}g^{-1}$, 92.7% (50회)의 초기 방전용량 및 수명평가 후 용량유지율 값을 각각 구현하였다.

• 한국자기학회지
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• 제11권4호
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• pp.151-156
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• 2001

최근 망간산화물 Ln$_{1-x}$A$_{x}$MnO$_3$(Ln=La, Pr, Nd등의 lanthannide; A=Ca, Sr, Ba, Pb 등의 +2가 이온)는 초거대자기저항(CMR) 특성으로 많은 연구그룹의 주목을 받고 있다. 그런데 chalcogenide spinels에서도 CMR특성이 관측되는 것으로 보고되고 있다. 본 논문에서는 chalcogenide Ni$_{x}$Fe$_{1-x}$Cr$_2$S$_4$에서 Ni이온이 CMR 특성에 미치는 효과를 X선 회절 실험, 자기저항측정, 그리고 Mossbauer 분광실험으로 조사하였다. 그 결과 Ni이온의 치환은 Jahn-Teller distortion을 심화시키고, 또한 T$_{c}$ 값에 증가를 초래하여 CMR현상에 영향을 준다. T$_{c}$ 부근에서 일어나는 CMR현상은 망간산화물에서의 $Mn^{3+}$ 와 $Mn^{4+}$ 사이의 이중교환상호작용과는 다르게 동적 Jahn-Teller효과에 기인한 도체-반도체전이와 자기장하에서 절반 금속성의 에너지밴드구조를 갖는 시료의 스핀편향에 의한 전도현상 그리고 자기구역의 정렬에 의하여 발생되는 것으로 나타났다.

• 전기화학회지
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• 제24권4호
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• pp.120-132
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• 2021

기존 LiCoO₂의 고전압 사용의 제약에 따른 용량적 한계와 코발트 원료의 높은 가격을 해결하기 위하여 high-Nickel에 대한 개발이 활발히 진행되고 있지만 Ni 함량의 증가에 따른 구조적 안정성의 저하에 의한 전지 특성의 저하는 상용화를 지연시키는 중요한 원인이 되고 있다. 이에 Ni-rich 삼성분계 양극소재 LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂의 고안정성을 높이고자 전구체에 균일한 이종원소 Ti를 치환을 위해서 나노크기의 TiO₂ 서스펜젼 형태 소스를 사용하여 전구체 Ni_0.6Co_0.2Mn_0.2-x(OH)₂/xTiO₂를 제조하였다. Li₂CO₃와 혼합하고, 열처리 후 양극활물질 LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2-xTi_xO₂ 합성하여 Ti 함량에 따른 물리적 특성을 비교하였다. Field Emission Scanning electron Microscope(FE-SEM) 및 Energy Dispersive Spectroscopy (EDS) mapping 분석을 통해 Ti 치환된 구형의 전구체와 입자 크기 측정을 통해 균일한 입자크기를 가지는 양극 활물질 제조를 확인하였고, 내부치밀도와 강도가 증가함을 확인 하고, X-ray Diffractometry (XRD) 구조 분석과 Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (ICP-MS) 정량분석을 통해 Ti 치환된 양극활물질 제조 및 고온, 고전압에서 충·방전을 지속하더라도 효과적으로 용량이 유지됨을 확인하였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제45권2호
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• pp.112-118
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• 2008

To prepare the high-capacity cathode material with improved electrochemical performances, nanoparticles of $C0_3(PO_4)_2$ were coated on the powder surface of $Li[Co_{0.1}Ni_{0.15}Li_{0.2}Mn_{0.55}]O_2$, which was already synthesized by simple combustion method. The coated powders after the heat treatment at >$700^{\circ}C$ surely showed well-structured crystalline property with nanoscale surface coating layer, which was consisted of $LiCOPO_4$ phase formed from the reaction bwtween $CO_3(PO_4)_2$ and lithium impurities. In addition, cycle performance was particularly improved by the $CO_3(PO_4)_2$-coating for the cathode material for lithium rechargeable batteries.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2006년도 하계학술대회 논문집 Vol.7
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• pp.329-330
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• 2006

본연구에서는 초음파 모터 등의 고출력 액츄에이터에 응용 가능한 $0.4Pb(Ni_{1/3}Nb_{2/3})O_3$-$0.6Pb(Zr_{0.405}Ti_{0.595})O_3$ + 0.25wt% $Fe_2O_3$ 조성시스템에 $MnO_2$ (0~1 wt.%)첨가하여 압전, 유전특성 및 미세구조에 관해 고찰하였다. 본조성을 $1125{\sim}1175^{\circ}C$ 온도에서 2시간 소결하여 시편을 제조하였으며 이의 결정구조 및 미세조직을 분석하였다. $MnO_2$ 첨가량 증가에 따라 압전 상수와 전기기계결함계수는 감소하였으며, 기계적 품질계수는 0.5 wt% 첨가시까지 증가하였으나 첨가량이 그 이상 증가함에 따라 감소하였다. 압전특성은 $1125^{\circ}C$에서 소결한 $MnO_2$ 0.5wt%조성에서 ${\varepsilon}r$ = 2040, kp = 0.66, $d_{33}$ = 504, Qm=438의 우수한 특성을 나타내었다.