• Korean Chemical Engineering Research
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• v.59 no.3
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• pp.410-416
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• 2021

To improve the capacity and stability of natural graphite, the electrochemical performances were investigated by using the prepared natural graphite coated with petroleum pitch for anode materials. The pitch coated natural graphite was prepared using a dry speed mixer by adjusting the rotation speed of the mixer, time, composition of graphite and softening point of the pitch. The physical properties of the anode material were analyzed using SEM, TEM, and PSD. The electrochemical performances were investigated by cycle, C-rate, EIS and CV test. When the pitch coated natural graphite was tested in the condition of 9000 RPM, 10 wt%, 2 h, and softening point of 150 ℃, it showed the highest capacity of 324.5 mAh/g at 0.1 C and a capacity retention rate of 98.9% after 50 cycles. In the test for evaluating rate performance, the capacity retention rate (5 C/0.1 C) was 80.3% and was improved by about 1.7 times over the pristine natural graphite.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.38 no.3
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• pp.293-299
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• 2001

이중층 탄소재료가 콜타르핏치와 메조페이스 핏치, 인조흑연, 천연흑연과 코크스를 사용하여 제조되었다. 콜타르 핏치는 톨루엔이나 경유와 같은 유기용매에 용해되어 코팅재로 사용되었다. 메조페이스 핏치, 인조흑연, 천연흑연 및 코크에 대한 콜타르 핏치의 코팅은 X선 회절분석과 CHN 분석을 통해 확인하였다. 코팅된 탄소재료를 질소분위기의 800-100$0^{\circ}C$에서 열처리한 후 리튬이온 전지의 음극으로 사용하기 위하여 2$600^{\circ}C$에서 열처리하였다. 이중층 탄소재료의 성능평가는 동전형태의 반쪽전지를 통해 수행되었는데, 평가는 음극으로서의 충전과 방전을 통해 수행되었다. 이런 충.방전 능력은 탄소재료의 열처리 온도의 변화나 전구체의 종류에 따라 달리 나타났지만 코팅방법의 차이에 의해서는 큰 차이가 없었다. 열처리를 80$0^{\circ}C$에서 한 경우가 100$0^{\circ}C$에서 한 경우보다 높은 충.방전 능력을 나타내었고, 2$600^{\circ}C$에서 흑연화된 것보다 탄화된 재료들이 높은 충.방전 능력을 나타내었다. 결론적으로, 음극재료의 성능은 결정화도, 조성 및 탄소재료의 미세구조에 따라 달라짐을 알 수 있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.57 no.5
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• pp.672-678
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• 2019

The electrochemical properties of pitch-coated natural graphite(NG) were investigated as an anode for lithium-ion batteries. The anode materials were prepared by heat-treatment of mixture of NG and petroleum pitch at $1000^{\circ}C$. The pitches with various softening points were used as carbon precursor. The physical properties of anode materials were analyzed by TGA, SEM, PSA and BET. As the softening point increased, the thickness of the coating layer increased and the specific surface area decreased. The electrochemical performances were investigated by initial charge/discharge efficiency, cycle stability, cyclic voltammetry, rate performance and electrochemical impedance spectroscopy. The carbon-coated NG using pitch with softening points of $250^{\circ}C$ showed an initial discharge capacity of 361 mAh/g and a coulombic efficiency of 92.6%. Also, the rate performance(5 C/0.2 C) was 1.6 times higher than that of NG, and it had a capacity retention (90%) after 50 cycles at 0.5 C.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.11a
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• pp.103.2-103.2
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• 2011

리튬이차전지의 음극물질로서 상용화되고 있는 탄소재료중 흑연은 전기자동차에 적용하기에는 낮은 용량과 나쁜 출력특성을 갖고 있어 지금보다 두배이상의 용량과 출력특성이 좋은 음극소재의 개발이 필요하다. 또 다른 음극물질로 실리콘은 흑연에 비해 월등히 높은 이론용량을 나타내고 있지만 실리콘이 리튬이온과 만나면 부피가 4배이상 팽창하여 사이클이 진행될수록 충방전 용량이 급격히 감소하게 된다. 그래서 본 연구에서는 이 두 음극소재를 상호보완하기 위해 천연흑연을 산처리 과정을 통해 제조된 팽창흑연을 매트릭스로 사용하여 팽창흑연에 실리콘을 충진 시키는 연구를 진행하였다. 팽창흑연에 실리콘을 충진시킴으로써 1C일 때 약 650mAh/g의 용량을 나타내었으며, 50cycle이 진행된 후에도 비교적 안정한 사이클 특성을 나타내었다.

• Proceedings of the KSEEG Conference
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• 2001.04a
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• pp.308-310
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• 2001

유기물질이 오랜 기간동안 고온 고압하에서 탄화작용을 받아 생성된 천연흑연은 단위구조가 탄소육각망평면(炭素六角網平面)이 평행하게 배열된 층상으로 전기전도도 및 윤할성이 우수하나 소수성이 매우 강하며 표변화학적 특성이 거의 없기 때문에 다른 물질과 표면흡착이 매우 어려운 물질이다. 따라서 본 연구에서는 흑연의 표면특성을 변화시키고자 유기물(ABDM)을 흡착시키고 표면흡착 매커니즘 및 표면특성을 해석하였다. 흑연 입자 표면 위의 ABDM흡착은 두 단계의 서로 다른 게에서 이루어졌다. 첫 번째 단계는 흡착 초기 흑연입자와 ABDM의 표면전위 특성차이에 의한 1차 흡착으로 흑연표면 소수성이 더욱 증가하는 상태이고, 두 번째 단계는 1차 흡착된 ABDM 과 용액중의 ABDM chain 상호간의 steric 작용에 의한 2차 흡착이었다. 2차 흡착이 완료된 흑연입자 표면은 ABDM 이중층을 형성하게 되고 이에 따라 흑연의 표면전위 특성을 변화시킬 수 있었다.

• Clean Technology
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• v.28 no.4
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• pp.293-300
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• 2022

The remarkable mechanical, electrical, and thermal properties of graphene have recently sparked tremendous interest in various research fields. One of the most promising methods to produce large quantities of graphene dispersion is liquid-phase exfoliation (LPE) which utilizes ultrasonic waves or shear stresses to exfoliate bulk graphite into graphene flakes that are a few layers thick. Graphene dispersion produced via LPE can be transformed into graphene ink to further boost graphene's applications, but producing high-quality graphene more economically remains a challenge. To overcome this shortcoming, an advanced LPE process should be developed that uses relatively cheap natural graphite as a graphene source. In this study, a flow-LPE process was used to exfoliate natural graphite to produce graphene that was three times cheaper and seven times larger than synthetic graphite. The optimal exfoliation conditions in the flow-LPE process were determined in order to produce high-quality graphene flakes. In addition, the structural and electrical properties of the flakes were characterized. The electrical properties of the exfoliated graphene were investigated by carrying out an ink formulation process to prepare graphene ink suitable for inkjet printing, and fabricating a printed graphene pattern. By utilizing natural graphite, this study offers a potential protocol for graphene production, ink formulation, and printed graphene devices in a more industrial-comparable manner.

• Proceedings of the Korean Fiber Society Conference
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• 1998.10a
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• pp.505-507
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• 1998

Li이온 전지는 높은 작동전압(3.03V), 높은 에너지밀도 등의 특성 때문에 최근 급격히 발달하는 휴대용 전자기기에 크게 이용되고 있다 흑연은 리튬이온(직경 0.61$\AA$)의 삽입에 따라 층간거리(이론값 3.354$\AA$)가 3.7$\AA$까지 증가하기 때문에 반복되는 충방전에 따라 전지의 형태안정성에 관한 문제가 발생하게된다. 한편 흑연의 선단면에서 전해액과 반응하여 충방전 효율이 감소되는 원인이 된다. (중략)

• Composites Research
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• v.34 no.1
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• pp.51-56
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• 2021

This paper studied the possibility of manufacturing bulk graphite using coal tar, a precursor of coal tar pitch, as a binder and impregnant. Carbonization was conducted after mixing and molding with natural graphite as a filler and coal tar as a binder. Impregnation-recarbonization was performed five times after carbonization. Coal tar used as impregnant. Measuring density, porosity, compressive strength, and anisotropy ratio was conducted. The maximum density of bulk graphite specimen was 1.76 g/㎤ and the minimum porosity was 15.6% which could be controlled by process control. The highest compressive strength was 20.3 MPa. Then the maximum anisotropic ratio of bulk was shown 0.34 through XRD analysis. Therefore, it was confirmed that it was possible to manufacture artificial graphite in a bulk form by using coal tar as a binder and an impregnant.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 2010.02a
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• pp.91.1-91.1
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• 2010

본 연구에서는 수직 밀폐형 지중 열교환기를 현장 시험시공하고 현장 열응답 시험을 수행하여 보어홀과 지반의 유효열전도도를 측정하였다. 뒤채움용 그라우트재는 벤토나이트와 시멘트가 고려되었으며 첨가제로는 천연규사와 흑연을 사용하고, 지중 열교환기 파이프 단면은 일반적으로 시공되는 U-loop 파이프 단면과 파이프 사이의 열간섭 효과를 최소화 한 3공형 파이프 단면이 착용되었다. 시멘트-천연규사 그라우트재가 벤토나이트-천연규사 그라우트재 보다 큰 유효열전도도를 보이고 흑연을 첨가한 그라우트는 시멘트와 벤토나이트 모두에서 천연규사만 첨가하였을 때 보다 유효열전도도가 높게 나타났다. 3공형 파이프 단면의 경우 단면에 따른 영향을 비교하기 위해 그라우트는 시멘트-천연규사와 벤토나이트-천연규사를 사용하였으며 유효 열전도도 측정결과 각각 3.65 W/mK, 3.40 W/mK으로 일반 U-loop 파이프 단면을 사용하였을 때 보다 높게 나타났다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.3 no.2
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• pp.103-110
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• 1993

Abstract It has been attempted to make the copper-graphite composites by deposition of copper on the surface of graphite through the hydrogen reduction of copper chlorides. Both KISH and natural graphites of less than 325 mesh were used as substrates and the hydrogen reduction also was conducted in the range of 350-50$0^{\circ}C$. The distribution of copper on the surface of graphite was found to increase with the decrease of reduction temperature. In addition. the partial pressure of hydrogen played an important role in the overall rate of reduction which was substantially dominated by the chemical reaction on the surface of each particle. It was concluded that the reduction temperature should be maintained as low as possible to accomplish the well distribution of copper in the composites.