• 한국세라믹학회지
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• 제34권3호
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• pp.225-232
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• 1997

고율 방전용 Li/SOCl2전지의 성능은 카본 양극에 의해 크게 영향을 받는다. 전지가 방전되는 동안 SOCl2의 환원은 다공성 카본 양극에서 일어나고 기공내에 방전반응 생성물-주로 LiCl-이 석출된다. 이러한 현상으로 양극 표면이 부동화되어 전지의 성능이 제한된다. 양극이 성능을 향상시키기 위해 양극이 표면밀도와 두께를 각각 변화시켜 양극 반쪽셀 정전류 방전실험(50mA/$\textrm{cm}^2$)을 행하였다. 실험 결과 0.04g/$\textrm{cm}^2$, 두께 1.4mm의 양극이 가장 좋은 특성을 보였다. 표면 밀도가 0.04 g/$\textrm{cm}^2$로 일정하고 두께가 0.8mm, 1.4mm의 양극에서 분극현상은 두께가 두꺼운 1.4mm양극에서 감소하였으며 방전경과시간과 방전용량(Ah/$\textrm{cm}^2$)이 증가하였다. 두 양극에 대한 기공률 측정 결과 두께 1.4mm양극이 두께 0.8mm양극보다 전체 기공부피가 크고 전지성능과 연관되는 mesopore(0.05 $\mu$m~0.5$\mu$m)와 macropore(>0.5$\mu$m)부피가 더 증가하였다. 방전 후 카본 양극의 표면분석 결과 등방결정과 판상구조 집합체 형태의 LiCl과 소량의 S를 확인하였다.

• 대한화학회지
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• 제42권1호
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• pp.122-134
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• 1998

리튬 2차 전지의 양극재료로 사용되는 스피넬형 망간산화물$(Li_xMn_2O_4)$의 전기화학적 특성과 스피넬 전극에서 용량 감소가 일어나는 원인들에 대해 알아보았고, 용량감소를 억제할 수 있는 방안들을 제시하였다. 스피넬 전극의 가역성은 스피넬 산화물의 합성방법에 따른 순도, 입자크기 및 입자크기 분포, 전극극판을 구성하는 활물질, 카본 도전재 및 결합제의 상대적인 함량 그리고 극판의 미세구조 등에 의해 결정된다. 또한 전해액을 구성하고 있는 유기용매와 리튬염의 종류도 스피넬 전극의 충방전특성에 중요한 영향을 미친다. 스피넬의 합성단계에서는 불순물의 생성과 양이온 자리바꿈(cation mixing) 등을 최소화하여야 한다. 극판의 제조시 도전재의 양은 최소화하여야 하나 스피넬의 전도도가 작으므로 도전재의 양이 너무 적으면 극판의 저항에 의한 분극손실이 크다. 결합제는 극판 구성요소의 분산도와 기계적 강도의 측면에서 최적화되어야 한다. 액체전해질로 carbonate 계열의 용매에 fluorine을 포함하고 있는 리튬염을 사용할 경우에 전해액의 산화와 스피넬의 용해 정도가 적어 양극의 용량감소가 적다. 또한, 표면적이 크고 입자크기가 작은 도전재를 사용할 경우 분극손실은 적으나 잔해질의 분해반응이 심하므로 이들 사이에 적절한 trade-off가 요구된다.

• 한국세라믹학회지
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• 제42권4호
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• pp.251-259
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• 2005

혼합전도체 산화물, LSCF의 전극반응점 분포에 따른 분극현상을 관찰하기 위해 다공성 양극의 기공률을 변화시켜가며 분극특성을 관찰하였다. 전극의 기공률을 달리하기 위해 크기가 다른 두 종류의 LSCF 분말들을 혼합비를 달리하여 사용하였으며 GDC 전해질 기판에 스크린 인쇄법을 통해 전극을 구성한 후 반쪽전지 실험을 수행하였다. 제조된 후막전극의 기공률은 화상 분석법을 통해 측정하였으며 전극의 전체 비표면적을 유추하기 위해 2차원 이미지에서의 기공의 둘레 길이를 측정하였다. 교류 임피던스법을 이용해 분극 특성을 관찰한 결과 혼합전도체인 LSCF 양극에서의 전극반응은 i) 양극표면에서 이온화된 산소이온이 전해질과의 삼상계면까지 이동해 오는 단계, ii) 이동해온 산소이온이 양극으로부터 전해질로 전달되는 반응단계에 의해 제어됨을 알 수 있었다. 이러한 양극에서의 분극은 기공률의 증가에 따라 전극 반응에 필요한 활성 표면이 증가됨으로써 줄어드는 것을 알 수 있었다.

• 전기화학회지
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• 제12권4호
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• pp.324-328
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• 2009

양극 (cathodes)과 음극 (anodes)이 서로 물리적으로 닿게되는 내부 단락 (internal short-circuit) 현상은 리튬이차전지 안전성 (safety) 이슈의 주요 원인으로 고려되고 있으며, 분리막 (separators)의 열 안정성 (thermal stability)에 의해 크게 영향을 받는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 기존 폴리올레핀 (polyolefin) 계열 분리막에 비해 열 안정성이 현저히 개선된 세라믹 복합막 구조의 신규 분리막을 개발하여, 전지 내부 단락 발생을 억제하고자 하였다. 본 연구의 복합분리막은 알루미나 ($Al_2O_3$) 나노입자와 PVdF-HFP (polyvinylidene fluoride-hexafluoropropylene) 바인더로 구성된 세라믹 코팅층을, 폴리에틸렌 (polyethylene, PE) 분리막 양면에 도입시킴으로써 제조되었다. 세라믹 코팅층의 모폴로지는 코팅용액의 상전이 (phase inversion) 현상 제어를 통해 결정되었으며, 비용매 (물) 함량이 증가함에 따라 기공크기 및 기공구조가 보다 더 발달되었다. 이러한 세라믹 코팅층의 기공구조 변화는 복합분리막의 열 안정성 및 전기화학특성에 큰 영향을끼치는 것으로 관찰되었으며, 이를 상전이 현상 관점에서 체계적으로 해석하였다.

• 전기화학회지
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• 제23권3호
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• pp.57-65
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• 2020

리튬이온전지의 열적 열화 메커니즘을 이해하는 것은 전지의 안전성을 향상시키기 위한 필수적인 과정이다. 본 논문에서는 대표적인 양극물질의 하나인 리튬코발트산화물(LiCoO₂, LCO)이 고온에서 작동할 때 형성되는 표면 필름에 의한 전기화학적 성능 열화를 조사하였다. 먼저 25℃와 60℃ 각각의 온도에서 사이클 테스트를 진행한 결과, 60℃에서 25℃에 비해 저하된 사이클 수명을 보였다. 이후 처음 5사이클을 25℃, 60℃에서 구동시킨 LCO 양극을 각각 25-LCO, 60-LCO라 명명하였으며, 이후 임피던스 및 출력 특성 분석은 25℃에서 진행하였다. 이때 두 샘플 모두 저속에서의 초기 용량은 비슷함에도 불구하고 60-LCO가 25-LCO에 비해 높은 임피던스와 낮은 출력 특성을 보였다. X-선 광전자분광 (XPS)분석 결과 60-LCO 샘플에서 cathode-electrolyte interphase의 성분 중 하나인 절연성의 수산화 리튬 (LiOH) 성분이 다량 검출되었으며, 이는 고온에서 과도한 표면 필름 형성이 양극의 표면 저항 증가 및 속도/수명 특성 저하를 가져왔음을 보여준다.

• Journal of Information Display
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• 제2권3호
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• pp.72-77
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• 2001

Amorphous silicon thin-film transistors (a-Si TFTs) were incorporated into Mo-tip-based triode-type field emitters and diode-type ones of carbon nanotubes for an active-matrix cathode (AMC) plate of field emission displays. Also, we developed a novel surface-treatment process for the Mo-tip fabrication, which gleatly enhanced in the stability of field emission. The field emission currents of AMC plates on glass substrate were well controlled by the gate bias of a-Si TFTs. Active-matrix field emission displays (AMFEDs) with these AMC plates were demonstrated in a vacuum chamber, showing low-voltage matrix addressing, good stability and reliability of field emission, and highly uniform light emissions from the anode plate with phosphors. The optimum design of AMFEDs including a-Si TFTs and a new light shield/focusing grid is discussed.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2004년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1712-1714
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• 2004

During the last 20 years organic semiconductors have attracted considerable attention due to their interesting physical properties followed by various technological applications in the area of electronics and opto-electronics. It has been a long time since organic solar cells were expected as a low-cost energy-conversion device. Although practical use of them has not been achieved, technological progress continues. Morphology of the materials, organic/inorganic interface, metal cathodes, molecular packing and structural properties of the donor and acceptor layers are essential for photovoltaic response. We have fabricated solar cell devices based on zinc-phthalocyanine(ZnPc) as donor(D) and fullerine($C_{60}$) as electron acceptor(A) with doped charge transport layers, $Alq_3$ as an electron transport or injection layer. We observed the photovoltaic characteristics of the solar cell devices using the Xe lamp as a light source.

• 한국표면공학회지
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• 제46권6호
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• pp.242-247
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• 2013

Zr-Al-N coatings were synthesized by the hybrid coating system combining arc ion plating and DC magnetron sputtering from a Zr and an Al target in argon-nitrogen atmosphere, respectively. By changing the power applied on the Al cathodes, the Zr-Al-N coatings with various Al contents were deposited. The microstructure and chemical compositions of the Zr-Al-N coatings were studied by X-ray diffraction (XRD), high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM). With increasing of Al content in the coatings, the solid solution (Zr, Al)N crystallites were observed in the Zr-Al-N coatings. The nanohardness of the Zr-Al-N coatings exhibited a maximum value of 42 GPa for the Zr-Al (7.9 at.%)-N, and decreased with further increase in Al content in the coatings. The oxidation and corrosion behavior of the Zr-Al-N coatings revealed better properties compared than those of ZrN coatings due to the formation of a solid solution.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제31권2호
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• pp.355-359
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• 2010

A $Li[Co_{1/3}Ni_{1/3}Mn_{1/3}]O_2$ cathode was modified by applying a $ZrF_x$ coating. The surface-modified cathodes were characterized by XRD, SEM, EDS, TEM techniques. XRD patterns of $ZrF_x$-coated $Li[Co_{1/3}Ni_{1/3}Mn_{1/3}]O_2$ revealed that the coating did not affect the crystal structure of the parent powder. SEM and TEM images showed that $ZrF_x$ nano-particles were formed as a coating layer, and EDS data confirmed that $ZrF_x$ distributed uniformly on the surface the powder. Capacity retention of coated samples at high C rates was superior to that of pristine sample. However, as the coating concentration increases beyond the optimum concentration, the rate capability was deteriorated. Whereas, as the increase of coating concentration to 2.0 wt %, the cyclic performances of the electrodes under the severe conditions (high cut-off voltage, 4.8 V, and high measurement temperature, $55^{\circ}C$) were improved considerably.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제18권8호
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• pp.702-707
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• 2005

Spinel $LiMn_2O_4$ has become appealing because manganese is inexpensive and environmentally benign. In general, cathodes for lithium ion batteries include carbon as a conductive agent that provides electron transfer between the active material and the current collector. In this work, we selected Acetylene Black and Super P Black as conductive agents, and then carried out their comparative investigation for the performances of the $Li/LiMn_2O_4$ cells using different conductive agents with different particle size. In addition, their electrochemical impedance characteristic of $Li/Mn_2O_4$ cells using different conductive agents is effectively identified through a.c. impedance technique. As a consequence, $Li/LiMn_2O_4$ cells with Super P Black show better electrochemical performances ascribed to the significant contribution of feasible ionic conduction due to larger particle size than those with Acetylene Black.