• 전기화학회지
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• 제22권3호
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• pp.128-137
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• 2019

리튬은 가장 가벼운 금속일 뿐만 아니라 낮은 환원전위(-3.04 V vs. SHE)와 큰 이론용량($3860mAh\;g^{-1}$)을 가지고 있어 차세대 음극 소재로 연구되고 있다. 리튬 금속을 전극으로 사용하는 리튬이차전지의 경우 전지의 효율과 에너지 밀도 극대화를 위해 얇은 두께의 리튬 전극이 필요하지만 기존의 리튬 박을 제조하는 물리적인 압연 방법으로는 일정수준 이하의 두께를 가지는 리튬 박을 제조하는데 한계가 있다. 본 연구에서는 물리적인 방법 대신 전해도금법으로 박막의 리튬을 전착하여 전해도금 시 사용되는 전해액의 종류와 전착 조건이 전착 특성 및 전착된 리튬의 전기화학 특성에 주는 영향을 확인하였다. 전착 전해액의 농도가 높을 수록 리튬 덴드라이트(dendrite) 형성 억제에 유리한 크고 둥근 형태의 리튬 입자를 형성하였으며 우수한 stripping 효율 (92.68%, 3M LiFSI in DME) 을 나타냈다. 전착 속도(전류 밀도)의 경우 속도 증가에 따라 리튬이 길이 방향으로 성장하여 길고 끝이 뾰족한 형태를 가지는 경향을 보였으며, 이로 인한 비표면적 증가로 전착된 리튬 전극의 stripping 효율이 감소(90.41%, 3M LiFSI in DME, $0.8mA\;cm^{-2}$)하는 경향을 확인하였다. 두 종류의 염과 용매를 조합하여 얻은 1.5M LiFSI + 1.5M LiTFSI in DME : DOL (1 : 1 vol%) (Du-Co) 전해액에서 전착된 리튬 전극이 가장 우수한 stripping 효율 (97.26%) 및 안정적인 가역성을 보였으며, 이는 염의 분해물로 구성된 전극 표면 피막의 Li-F 성분이 주는 안정성 향상과 피막의 유연성을 부여하는 DOL 효과에 기인한 것으로 추정된다.

• 공업화학
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• 제7권3호
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• pp.433-442
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• 1996

분자량이 큰 Poly(ethylene oxide)[PEO] 고분자에 $LiClO_4$, $LiCF_3SO_3$ 등의 리튬염과 ethylene carbonate(EC), propylene carbonate(PC) 등의 가소제를 고정화시킨 고분자 전해질의 전기화학적 특성 및 물리적 성질을 조사하였다. 가소제가 첨가된 PEO-Li계 고분자 전해질은 상온에서 $10^{-4}S/cm$의 이온 전도도를 보였고 4.5 V(vs. $Li^+/Li$)까지 높은 전기화학적인 안정성을 나타냄으로써 리튬 2차전지에 적용 가능한 것으로 나타났다. 리튬염 및 가소제의 첨가에 따라 PEO의 결정상이 감소되었고 특히 $LiClO_4$, PC등이 $LiCF_3SO_3$, EC 등에 비하여 더 효과적인 것으로 나타났다. 리튬염의 농도가 증가할수록 고분자 전해질의 유리전이온도($T_g$)는 증가되었으며 반면에 융점온도($T_m$)는 감소하는 것으로 나타났다. 가소제가 첨가된 고분자 전해질은 $6^{\circ}C$에서 결정화 되었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제40권1호
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• pp.28-33
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• 2016

배터리는 휴대폰, 전기자동차, 무인잠수정 등과 같은 분야에서는 주 동력원으로 사용되고, 일반 자동차에서는 시동기 또는 램프구동용으로 사용되며, 일반 선박에서는 비상전원으로 사용되고 있다. 2차 전지로는 납축전지와 리튬이온 배터리를 많이 사용하고 있으며, 납축전지는 가격이 비교적 저렴하고 안전하다. 리튬이온전지는 에너지 밀도가 높고 출력이 우수하며 수명이 긴 장점이 있으나 공기 중의 수분과 반응하여 폭발의 위험성을 가지고 있다. 그러나 최근에는 방수, 방염, 방진 기술의 발달에 힘입어 리튬배터리의 사용이 증가하고 있고, 특히 하이브리드 선박 및 전기추진 선박 등의 주동력원으로 사용될 만큼 그 사용범위가 점점 넓어지고 있으므로 좀 더 엄격한 배터리의 관리가 필요하다. 하이브리드 선박에서는 500kWh 이상의 대용량 동력원을 만들기 위하여 셀(Cell) 단위로 이루어진 수십 개의 리튬배터리가 들어 있는 팩들로 접속이 된 전원을 사용한다. 따라서 배터리 점검에 필요한 검출 전압, 전류 및 온도 데이터들을 관리용 서버로 보내 주는 유선 점검 및 감시시스템을 구현하는 데에는 많은 전선과 통신 모듈이 필요하다. 본 논문에서는 직렬통신 모듈보다 가격이 저렴하고 전선을 사용하지 않는 저 전력 블루투스(Bluetooth low energy, BLE) 무선통신 모듈과 전력선 모뎀을 사용하여 하이브리드 선박용 리튬배터리 저가형 점검 및 감시시스템을 구현하고자 한다. 배터리의 점검요소에는 잔존용량(State of charge, SOC)과 잔존수명(State of health, SOH)이 있으며, 제안한 시스템은 이들을 규칙적으로 점검하여 배터리의 수명 예측과 예방 정비를 할 수 있기 때문에 안전사고를 방지할 수 있을 것으로 전망된다.

• 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.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.789-793
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• 2021

리튬이차전지는 매우 우수한 차세대 에너지 저장장치이다. 하지만, 전해액 내에 존재하는 미량의 수분과 리튬염의 분해에 의해 충방전이 진행됨에 따라 용량이 감소하게 되고, 고온인 경우 이 현상은 더욱 악화된다. 많은 연구자들이 싸이클 성능향상을 위한 연구는 활발히 진행되고 있지만, 근본적인 문제인 수분 및 HF를 제거하는 연구는 많이 진행되고 있지 않다. 본 연구에서는 이를 해결하기위해, 수분 및 HF가 흡착이 가능한 실란계 물질을 분리막에 도입하였다. 우선 아미노실란(APTES, 3-Aminopropyltriethoxysilane)이 코팅된 실리카를 제조 후 에폭시 실란(GPTMS, (3-Glycidyloxypropyl)trimethoxysilane)과 반응을 시켜 표면에 실란이 위치한 실리카를 합성하였다. 실란이 코팅된 세라믹 코팅층을 다공성 폴리에틸렌에 코팅을 하여 세라믹 코팅된 분리막을 제조하였다. FT-IR, TEM을 이용하여 실란이 코팅된 세라믹층의 성분분석, 형상분석을 실시하였으며, 분리막의 세라믹층을 확인하기위해 SEM 분석을 실시하였다. 또한, 제조된 분리막의 60 ℃ 싸이클 성능을 평가하기위해 LMO 반쪽 전지를 제조하였다. GPTMS가 도입된 분리막은 안정적인 고온 싸이클 성능을 보였으며, 이러한 기술은 향후 고온 싸이클 성능을 개선하기 위한 하나의 방법이 될 수 있을 것이다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 1996년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.76-79
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• 1996

Polypyrrole films were electrochemically synthesized under a constant current condition ranging from 50 ${\mu}$A/$\textrm{cm}^2$ to 2 mA/$\textrm{cm}^2$ with resultant high electrical conductivity about 100 S/cm. Specific energy of 70 Wh/kg and Ah efficiency of 97% were achieved during the cycling using liquid electrolyte system. On the other hand, consequences of the cycling were 51 Wh/kg and 95% using PEO$\sub$8/LiClO$_4$PC$\sub$5/EC$\sub$5/ solid electrolyte system. Polypyrrole film can be cycled stable and Ah efficiency is excellent, so it can be applicable to the cathode of Lithium secondary batteries.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.287-287
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• 2010

휴대용 기기의 사용이 증가하면서 배터리의 고용량화와 소형화가 요구되고 있다. 특히 내시경 캡슐과 같은 의료용 센서 기기에서는 소형화가 매우 중요하며 인체에 해로운 액체전해질이 들어가지 않는 것이 바람직하다. 최근 무선센서, RFID 태그, 스마트 카드 등을 위하여 고체전해질을 사용하는 박막 마이크로 배터리가 개발되고 있으나, 에너지 저장용량이 작아 응용분야가 제한적이다. Si wafer 위에 형성된 고단차의 3차원 구조 위에 박막 배터리를 형성한다면 표면적 증가에 의해 에너지 저장용량 역시 크게 증가할 것이며, Si 기반의 반도체, 디스플레이, 태양전지 등과 쉽게 집적이 가능할 것이다. 본 연구에서는 펄스 레이저 증착법(Pulsed Laser Deposition)으로 리튬 배터리의 cathode 물질인 $LiCoO_2$를 박막으로 제조하고 그 특성을 연구하였다. 펄스 레이저 증착법은 저온 증착이 가능하고 타겟 물질과 같은 조성의 박막을 증착하는 것이 용이한 장점이 있다. Pt, TiN 등의 기판 위에 $LiCoO_2$ 박막을 증착하고 증착 온도와 산소($O_2$) 분압이 박막의 조성, 미세구조, 결정성, 그리고 전하저장용량에 미치는 영향을 고찰하였다.

• 한국반도체및디스플레이장비학회:학술대회논문집
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• 한국반도체및디스플레이장비학회 2007년도 춘계학술대회
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• pp.244-249
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• 2007

In this paper, in order to get the characteristics of the lithium secondary cell, such as cycle life, charge and discharge characteristic, temperature characteristic, self-discharge characteristic and the capacity recovery rate etc, we build a mathematical model of battery. In this one-dimensional model, Seven governing equations are made to solve seven variables $c,\;c_s,\;{\Phi}_1,\;{\Phi}_2,\;i_2,\;j\;and\;T$. The mathematical model parameters used in this model have been adjusted according to the experimental data measured in our lab. The connecting research of this study is to get an accurate estimate of the capacity of battery through comparison of results from simulation and fuzzy logic system. So the result data from this study is reorganized to fit the fuzzy logic algorithm.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 1996년도 추계학술대회 논문집
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• pp.373-377
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• 1996

Carbon materials have become a major interestings of research directed toward the development for anode of lithium batteries of enhanced cell capacity. The purpose of this study is to research and develop poly(p-phenylene)(PPP)-based carbon as a anode of lithium secondary batteries. We have synthesized PPP from benzen by chemical reaction. And then disordered carbon materials were obtained by heat-treating PPP in a nitrogen atmosphere at 40$0^{\circ}C$ to 100$0^{\circ}C$ for 1 hour. The carbon prepared by heat treatment showed a broad x-ray diffraction peak around 2$\theta$=23$^{\circ}$. Electrodes were charged and discharged at a current density of 0.1㎃/$\textrm{cm}^2$. Excellent reversible capacity of 275㎃h/g and 97% of charge/discharge efficiency were observed heat treated PPP-based carbon a $700^{\circ}C$.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 1999년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.362-365
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• 1999

The electrochemical properties of flyash obtained from combustion of fuel in fossil power plants and their performance as anode material of secondary battery have been investigated Various flysh pellets molded at various molding pressure have been used as anode lithium secondary battery. The best Performance was achieved when flyash pellet molded at pressure of 400kgf/$\textrm{cm}^2$ is utilized, that is, charge capacity of 300kgf/$\textrm{cm}^2$ and Coulombic efficiency of larger than 95% have been achieved. In addition, this battery exhibited good cycling performance. Considering these results, we predicted that utilization of the flyash as anode material and polyaniline conducting polymer as cathode material in a secondary will show capacity of 300mAh/g and Coulombic efficiency of higher than 95%.