• 제목/요약/키워드: 리튬/유황전지

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리튬 전지용 유황전극의 탄소나노튜브 조성에 따른 전기화학적 특성 (The Electrochemical Properties of Sulfur Electrode with Composition of MWNT for Li Battery)

  • 유지현;박진우;김기원;류호석;안주현;김동주;진창수;신경희;안효준
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제22권1호
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    • pp.83-91
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    • 2011
  • We investigated the effect of composition of a sulfur electrode with MWNT on the discharge behavior and cycling property of a Li/S cell. The MWNT content of a 60wt.% sulfur electrode varied from 10 wt.% to 30 wt.%. The optimum content of MWNT is 20wt.%, which shows the best cycling property. The first discharge capacity is 1166 mAh/g and decrease to the 542 mAh/g after 30th cycle. The homogeneous distribution of MWNT is an important factor for cycling properties.

특허(特許)로 본 폐리튬전지 재활용(再活用) 기술(技術) 동향(動向) (Trend on the Recycling Technologies for the used Lithium Battery by the Patent Analysis)

  • 손정수;신선명;강경석;최미정
    • 자원리싸이클링
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    • 제16권3호
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    • pp.50-60
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    • 2007
  • 배터리는 공기아연 리튬 망간 산화은 수은 나트륨-유황 납축 니켈-수소 이차 니켈-카드뮴 리튬이온 알칼라인 전지 등의 여러 종류가 있다. 경제적, 효율적 관점에서 폐전지의 재활용 기술은 폭넓게 연구되어 왔다. 본 연구에서는 폐리튬 전지의 재활용 기술에 대한 특허를 분석하였다. 분석범위는 1986년$\sim$2006년까지의 미국, 유럽, 일본, 한국의 등록/공개된 특허로 제한하였다. 특허는 키워드를 사용하여 수집하였고, 기술의 정의에 의해 필터링하였다. 특허동향은 연도, 국가, 기업, 기술에 따라 분석하여 나타내 보았다.

리튬 유황 전지용 PVdF 겔 고분자 전해질의 가소제에 따른 전기화학적 특성 평가 (Electrochemical Properties of PVdF Gel Polymer Electrolyte with Plasticizer for Lithium/sulfur Battery)

  • 류호석;김종선;김동주;김동연;김익표;안효준;김기원;안주현;이건환
    • 전기화학회지
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    • 제10권3호
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    • pp.213-218
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    • 2007
  • 리튬/유황 전지에 적합한 전해질을 조사하기 위하여, 여러 종류의 글라임(glyme)계 가소제를 넣은 폴리비닐리덴플로라이드(poly(vinylidene fluoride):PVdF) 겔 고분자 전해질을 제조하여 전기화학적 특성을 실험하였다. 가소제는 에틸렌옥사이드(ethylene oxide; EO) 구조를 가지는 glyme계 유기용매 중에서, EO의 체인 길이가 다른 트리글라임(triglyme), 테트라글라임(tetraglyme), 폴리글라임(polyglyme (Mn=250, 500))의 네 종류를 사용하였다. 가소제 내의 EO의 체인 길이가 길어질수록 PVdF 겔 고분자 전해질의 이온전도도는 감소하였다. PVdF 겔 고분자 전해질의 가소제로 triglyme을 사용한 경우의 이온전도도가 $5.38{\times}10^{-4}\;S/cm$로 가장 높았으며, polyglyme(Mn=500)를 사용한 경우에는 $2.80{\times}10^{-4}\;S/cm$으로 가장 낮았다. 그러나 계면저항은 tetraglyme을 사용한 경우에 가장 낮게 나타났으며, 이 전해질을 리튬/유황 전지에 적용하였을 때 1232 mAh/g-S(이론용량의 70%)의 높은 초기 방전 용량을 나타내었다.

탄소나노튜브가 첨가된 유황전극을 사용한 리튬/유황 전지의 사이클링에 의한 표면형상변화 (Surface Morphology Changes of Lithium/Sulfur Battery using Multi-walled carbon nanotube added Sulfur Electrode during Cyclings)

  • 박진우;유지현;김기원;류호석;안주현;진창수;신경희;김영철;안효준
    • 대한금속재료학회지
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    • 제49권2호
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    • pp.174-179
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    • 2011
  • We investigated the surface morphology changes of a lithium/sulfur battery using multi-walled canbon nanotube added sulfur electrode during charge-discharge cycling. The Li/S cell showed the first discharge capacity of 1286 mAh/g-S, which utilized is 71% of the theoretical value. It decreased to 328 mAh/g-S at the 100th cycle, which corresponds to about 19% utilization of the total sulfur in the cathode. The spherical lumps of the reaction product were observed on the surface of the sulfur electrode. This material was verified as lithium sulfide by X-ray diffraction measurement. The pores in the separator were filled with reaction product. Thus the diffusion of the $Li^+$ ion decreased, which resulted in the decreased capacity of the Li/S cell.

특허(特許)와 논문(論文)으로 본 폐전지 재활용(再活用) 기술(技術) 동향(動向) (Trend on the Recycling Technologies for Spent Batteries by the Patent and Paper Analysis)

  • 신선명;주성호;김수경;조영주;조봉규
    • 자원리싸이클링
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    • 제21권4호
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    • pp.16-25
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    • 2012
  • 전지는 공기아연리튬망간산화은나트륨-유황납축니켈-수소 이차니켈-카드뮴리튬이온알칼라인 전지 등의 여러 종류가 있다. 경제적, 효율적 관점에서 폐전지의 재활용 기술은 폭넓게 연구되어 왔다. 본 연구에서는 폐전지의 재활용 기술에 대한 특허와 논문을 분석하였다. 분석범위는 1972년~2011년까지의 미국, EU, 일본, 한국의 등록/개된 특허와 SCI 논문으로 제한하였다. 특허와 논문은 키워드를 사용하여 수집하였고, 기술의 정의에 의해 필터링하였다. 특허와 논문의 동향은 연도, 국가, 기업, 기술에 따라 분석하여 나타내었다.

특허(特許)로 본 폐망간전지 재활용(再活用) 기술(技術) 동향(動向) (Trend on the Recycling Technologies for the used Manganese Dry Battery by the Patent Analysis)

  • 손정수;강경석;한혜정;김태현;신선명
    • 자원리싸이클링
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    • 제17권2호
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    • pp.76-84
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    • 2008
  • 배터리는 공기아연 리튬 망간 산화은 수은 나트륨-유황 납축 니켈-수소 이차 니켈-카드뮴 리튬이온 알칼라인 전지 등의 여러 종류가 있다. 경제적, 효율적 관점에서 폐전지의 재활용 기술은 폭넓게 연구되어 왔다. 본 연구에서는 폐망간 전지의 재활용 기술에 대한 특허를 분석하였다. 분석범위는 1986년${\sim}$2006년까지의 미국, 유럽, 일본, 한국의 등록/공개된 특허로 제한하였다. 특허는 키워드를 사용하여 수집하였고, 기술의 정의에 의해 필터링하였다. 특허동향은 연도, 국가, 기업, 기술에 따라 분석하여 나타내 보았다.

나노 흡착제가 Li/S 이차전지용 유황양극의 전기화학적 특성에 미치는 영향 (The Effects of the Nano-sized Adsorbing Material on the Electrochemical Properties of Sulfur Cathode for Lithium/Sulfur Secondary Battery)

  • 송민상;한상철;김현석;안효준;이재영
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제13권4호
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    • pp.259-269
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    • 2002
  • A battery based on the lithium/elemental sulfur redox couple has the advantage of high theoretical specific capacity of 1,675 mAh/g-sulfur. However, Li/S battery has bad cyclic durability at room temperature due to sulfur active material loss resulting from lithium polysulfide dissolution. To improve the cycle life of Li/S battery, PEGDME (Poly(ethylene glycol) dimethyl ether) 500 containing 1M LiTFSI salt which has high viscosity was used as electrolyte to retard the polysulfide dissolution and nano-sized $Mg_{0.6}Ni_{0.4}O$ was added to sulfur cathode as additive to adsorb soluble polysulfide within sulfur cathode. From experimental results, the improvement of the capacity and cycle life of Li/S battery was observed( maximum discharge capacity : 1,185 mAh/g-sulfur, C50/C1 = 85 % ). Through the charge-discharge test, we knew that PEGDME 500 played a role of preventing incomplete charge-discharge $behavior^{1,2)$. And then, in sulfur dissolution analysis and rate capability test, we first confirmed that nano-sized $Mg_{0.6}Ni_{0.4}O$ had polysulfide adsorbing effect and catalytic effect of promoting the Li/S redox reaction. In addition, from BET surface area analysis, we also verified that it played the part of increasing the porosity of sulfur cathode.

리튬 유황전지용 폴리우레탄 고분자 전해질의 전기화학적 특성 (Electrochemical Characteristics of Polyurethane-based Polymer Electrolyte for Lithium Sulfur Battery)

  • 김형주;신준호;김종화;김기원;안효준;안주현
    • 전기화학회지
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    • 제5권2호
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    • pp.47-51
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    • 2002
  • 본 연구에서는 높은 인장강도와 탄성력을 가지는 다공성 폴리우레탄(polyurethane, PU)을 지지체(matrix)로 이용하고, 유기 전해액 ethylene carbonate(EC), propylene carbonate(PC), tetraethylene glycol dimethylether(TG)와 1M $LiCF_3SO_3$를 부피비 1:1 비율로 혼합하여 액체 전해액을 제조하였으며, 높은 이론용량을 가지는 Li/S전지에 적용하여 전기 화학적 특성을 조사하였다. 1M $LiCF_3SO_3$에 TG를 첨가할 경우 유기 전해액의 함침량이 약 $750\%$ 증가하였으며 방전용량$(1065mAh/g{\cdot}sulfur)$ 및 사이클 특성이 가장 우수하였다. 1M $LiCF_3SO_3$에 TG/EC(v/v,1:1) 및 PC/EC(v/v,1:1)를 첨가한 경우 이온 전도도는 각각 $3.15\times10^{-3}(S/cm)$$3.18\times10^{-3}(S/cm)$로 나타났다.