• 제목/요약/키워드: Chemical battery

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SnO2-Coated 3D Etched Cu Foam for Lithium-ion Battery Anode

  • Um, Ji Hyun;Kim, Hyunwoo;Cho, Yong-Hun;Yoon, Won-Sub
    • Journal of Electrochemical Science and Technology
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    • 제11권1호
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    • pp.92-98
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    • 2020
  • SnO2-based high-capacity anode materials are attractive candidate for the next-generation high-performance lithium-ion batteries since the theoretical capacity of SnO2 can be ideally extended from 781 to 1494 mAh g-1. Here 3D etched Cu foam is applied as a current collector for electron path and simultaneously a substrate for the SnO2 coating, for developing an integrated electrode structure. We fabricate the 3D etched Cu foam through an auto-catalytic electroless plating method, and then coat the SnO2 onto the self-supporting substrate through a simple sol-gel method. The catalytic dissolution of Cu metal makes secondary pores of both several micrometers and several tens of micrometers at the surface of Cu foam strut, besides main channel-like interconnected pores. Especially, the additional surface pores on etched Cu foam are intended for penetrating the individual strut of Cu foam, and thereby increasing the surface area for SnO2 coating by using even the internal of Cu foam. The increased areal capacity with high structural integrity upon cycling is demonstrated in the SnO2-coated 3D etched Cu foam. This study not only prepares the etched Cu foam using the spontaneous chemical reactions but also demonstrates the potential for electroless plating method about surface modification on various metal substrates.

고출력 리튬이온 이차전지 음극재용 피치/코크스/천연흑연 복합재의 제조 및 전기화학적 특성평가 (Fabrication and Characterization of Pitch/Cokes/Natural Graphite Composites as Anode Materials for High-Power Lithium Secondary Batteries)

  • 고효준;임연수;김명수
    • 한국재료학회지
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    • 제25권6호
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    • pp.279-287
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    • 2015
  • In order to prepare anode materials for high power lithium ion secondary batteries, carbon composites were fabricated with a mixture of petroleum pitch and coke (PC) and a mixture of petroleum pitch, coke, and natural graphite (PC-NG). Although natural graphite has a good reversible capacity, it has disadvaantages of a sharp decrease in capacity during high rate charging and potential plateaus. This may cause difficulties in perceiving the capacity variations as a function of electrical potential. The coke anodes have advantages without potential plateaus and a high rate capability, but they have a low reversible capacity. With PC anode composites, the petroleum pitch/cokes mixture at 1:4 with heat treatment at $1000^{\circ}C$ (PC14-1000C) showed relatively high electrochemical properties. With PC-NG anode composites, the proper graphite contents were determined at 10~30 wt.%. The composites with a given content of natural graphite and remaining content of various petroleum pitch/cokes mixtures at 1:4~4:1 mass ratios were heated at $800{\sim}1200^{\circ}C$. By increasing the content of petroleum pitch, reversible capacity increased, but a high rate capability decreased. For a given composition of carbonaceous composite, the discharge rate capability improved but the reversible capacity decreased with an increase in heat treatment temperature. The carbonaceous composites fabricated with a mixture of 30 wt.% natural graphite and 70 wt.% petroleum pitch/cokes mixture at 1:4 mass ratio and heat treated at $1000^{\circ}C$ showed relatively high electrochemical properties, of which the reversible capacity, initial efficiency, discharge rate capability (retention of discharge capacity in 10 C/0.2 C), and charge capacity at 5 C were 330 mAh/g, 79 %, 80 %, and 60 mAh/g, respectively.

SiOC Anode Material Derived from Poly(phenyl carbosilane) for Lithium Ion Batteries

  • Lee, Yoon Joo;Ryu, Ji Yeon;Roh, Kwang Chul;Kim, Soo Ryong;Kwon, Woo Teck;Shin, Dong-Geun;Kim, Younghee
    • 한국세라믹학회지
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    • 제50권6호
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    • pp.480-484
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    • 2013
  • Since SiOC was introduced as an anode material for lithium ion batteries, it has been studied with different chemical compositions and microstructures using various silicon based inorganic polymers. Poly(phenyl carbosilane) is a SiOC precursor with a high carbon supply in the form of the phenyl unit, and it has been investigated for film applications. Unlike any other siloxane-based polymers, oxygen atoms must be utilized in an oxidation process, and the amount of oxygen is controllable. In this study, SiOC anodes were prepared using poly(phenyl carbosilane) with different heat treatment conditions, and their electrochemical properties as an anode material for lithium ion batteries were studied. In detail, cyclic voltammetry and charge-discharge cycling behavior were evaluated using a half-cell. A SiOC anode which was prepared under a heat treatment condition at $1200^{\circ}C$ after an oxidation step showed stable cyclic performance with a reversible capacity of 360 mAh/g.

솔잎혹파리의 약제방제에 관한 연구 V. 고농도 ULV 엽면살포효과 (Chemical Control of the Pine Gall Midges(Thecodiplosis japonensis UCHIDA et INOUYE) V. Effect of ULV Foliar Spray of Some Insecticides)

  • 최승윤;박형만;정부근
    • 한국응용곤충학회지
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    • 제21권2호
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    • pp.95-98
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    • 1982
  • ULV기에 의한 살충제의 농도(50배희석) 엽면살포를 실시하여 솔잎혹파리의 방제효과를 비교검토하였다. 본 시험은 1980년도 경기도 시흥군 의왕면 의왕읍 일대, 10년생미만 적송림에서 수행되었다. 공시살충제 Salithion(25 EC), Decamethrin$(Decis^{(R)},\;1EC)$, Phenthoate$(Elsan^{(R)},\;47.5\%)$, Diazinon(34 EC), Chlorfevinphos$(Birlane^{(24)},\;24\;EC)$, Phosalone$(Zolone^{(R)},\;25\;EC)$ 및 Methamidophes$(Tamaron^{(R)},\;60\;SL)$를 50배로 희석, 1구 10주당 500ml씩 6월 6일에 건전시용 ULV기(12v, Union Carbide 제)로 일동 엽면처리하였다. 충영엽율은 무처리 $53.3\%$에 비하여 Salithion, Decamethrin, Phenthoate 처리에서 각각 $11.8\%,\;15.4\%,\;15.5\%$로서 가장 낮았으며 다음은 $Diazinon(19.3\%),\;Chlorfevinphos(20.4\%),\;Phoslaone(24.3\%),\;Methamidophos(31.5\%)$ 순으로 방제효과가 낮았다. Salithion, Decamethrin, Phenthoate 처리의 방제 70 이상을 보였으나 그 밖에 살충제들은 비교적이다. 고농도 엽면살포에 의한 솔잎혹파리방제용 살충제 Salithion을 대체할 저독성살충제는 Decamthrin Phenothoate라고 사료된다.

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하수(下水)슬러지 소각재의 특성(特性) 평가(評價) 및 재활용(再活用)을 위한 기초연구(基礎硏究) (A Study on the Characteristics and Utilization of Ash from Sewage Sludge Incinerator)

  • 이화영
    • 자원리싸이클링
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    • 제17권3호
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    • pp.3-9
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    • 2008
  • 하수슬러지 소각재를 대상으로 화학 조성과 물리화학적 물성을 측정하고 재활용을 위한 경량재료 제조실험을 수행하였다. 경량재료는 하수슬러지 소각재를 원료로 하여 경량충진제와 무기바인더를 첨가하여 성형 및 소성하는 방법으로 제조하였으며, 제조 조건에 따른 비중과 압축강도 변화를 측정하였다. 비산재의 pH 경우 배기가스 중화를 위한 알칼리 첨가로 인하여 알칼리성인 pH 8.69로 나타났으나 바닥재는 중성인 pH 6.48이었다. 공정시험법에 근거하여 하수슬러지 소각재에 대한 중금속 용출실험 결과, Cd, Cu, Pb, As, Cr의 5개 원소 모두에 대하여 용출량이 검출한계치 이하로 나타났다. 동일한 혼합비율의 경우 비산재를 사용한 경량재료 시편의 압축강도가 바닥재에 비해 높게 나타나 비산재를 원료로 사용하는 것이 보다 효과적임을 알 수 있었다.

[Epoxy/PEG/PVdF-HFP] 복합체를 이용한 리튬고분자전지용 화학겔의 제조 및 분석 (Preparation and Characterization of Chemical Gel Based on [Epoxy/PEG/PVdF-HFP] Blend for Lithium Polymer Battery Applications)

  • 김주성;서정인;배진영
    • 폴리머
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    • 제33권6호
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    • pp.544-550
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    • 2009
  • 본 연구에서는 $LiPF_6$ 하에서의 에폭시, 폴리에틸렌글리콜, 이미다졸 촉매, ethylene carbonate와 propylene carbonate 1:1 가소제 혼합물을 열 경화하여 [Epoxy/PEG] 고분자겔 전해질 시스템을 고안하였다. 얻어진 [Epoxy/PEG] 고분자겔 전해질의 기계적 물성을 보완하기 위해서 PVdF-HFP를 복합화하였다. [Epoxy/PEG/PVdF-HFP] 복합체 고분자겔 전해질은 기계적 안정성 및 치수 안정성이 우수하였으며, 복합체의 이온전도도는 복합체의 액체 전해질의 양뿐만 아니라 PVdF-HFP 양에 크게 의존하는 결과를 얻었다. 최적화된 고분자겔 시스템의 상온 이온전도도는 $2.56\times10^{-3}S/cm$를 나타내었다.

짧은 섬유상간의 접합을 가진 Silicon Carbide Web 복합재료의 분율별 열전도 거동 (Thermal Conducting Behavior of Composites of Conjugated Short Fibrous-SiC Web with Different Filler Fraction)

  • 김태언;배진철;조광연;이동진;설용건
    • 한국세라믹학회지
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    • 제49권6호
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    • pp.549-555
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    • 2012
  • Silicon carbide(SiC) exhibits many unique properties, such as high strength, corrosion resistance, and high temperature stability. In this study, a SiC-fiber web was prepared from polycarbosilane(PCS) solution by employing the electrospinning process. Then, the SiC-fiber web was pyrolyzed at $1800^{\circ}C$ in argon atmosphere after it was subjected to a thermal curing. The SiC-fiber web (ground web)/phenolic resin (resol) composite was fabricated by hot pressing after mixing the SiC-fiber web and the phenolic resin. The SiC-fiber web composition was controlled by changing the fraction of filler (filler/binder = 9:1, 8:2, 7:3, 6:4, 5:5). Thermal conductivity measurement indicates that at the filler content of 60%, the thermal conductivity was highest, at 6.6 W/mK, due to the resulting structure formed by the filler and binder being closed-packed. Finally, the microstructure of the composites of SiC-fiber web/resin was investigated by FE-SEM, EDS, and XRD.

Microscopic Analysis of High Lithium-Ion Conducting Glass-Ceramic Sulfides

  • Park, Mansoo;Jung, Wo Dum;Choi, Sungjun;Son, Kihyun;Jung, Hun-Gi;Kim, Byung-Kook;Lee, Hae-Weon;Lee, Jong-Ho;Kim, Hyoungchul
    • 한국세라믹학회지
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    • 제53권5호
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    • pp.568-573
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    • 2016
  • We explore the crystalline structure and phase transition of lithium thiophosphate ($Li_7P_3S_{11}$) solid electrolyte using electron microscopy and X-ray diffraction. The glass-like $Li_7P_3S_{11}$ powder is prepared by the high-energy mechanical milling process. According to the energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS) and selected area diffraction (SAD) analysis, the glass powder shows chemical homogeneity without noticeable contrast variation at any specific spot in the specimen and amorphous SAD ring patterns. Upon heating up to $260^{\circ}C$ the glass $Li_7P_3S_{11}$ powder becomes crystallized, clearly representing crystal plane diffraction contrast in the high-resolution transmission electron microscopy image. We further confirm that each diffraction spot precisely corresponds to the diffraction from a particular $Li_7P_3S_{11}$ crystallographic structure, which is also in good agreement with the previous X-ray diffraction results. We expect that the microscopic analysis with EDS and SAD patterns would permit a new approach to study in the atomic scale of other lithium ion conducting sulfides.

폐(廢)리튬이온전지(電池) 양극활물질(陽極活物質)에서 유기산(有機廳)을 이용(利用)한 코발트 및 리튬의 화학적(化學的) 침출(浸出) (Chemical Leaching of Cobalt and Lithium from the Cathode Active Materials of Spent Lithium-ion Batteries by Organic Acid)

  • 안재우;안효진
    • 자원리싸이클링
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    • 제20권4호
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    • pp.65-70
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    • 2011
  • 페리튬이온전지 양극활물질인 $LiCoO_2$로부터 코발트와 리튬을 회수하기 위한 기초 연구로 환경친화적인 유기산을 이용하여 코발트와 리튬의 침출에 관한 연구를 실시하였다. 주요 실험 변수로는 유기산 종류 및 농도, 과산화수소 농도, 반응 시간 및 온도 그리고 고액농도비 등 코발트와 리튬의 침출에 영향을 미칠 수 있는 인자들에 대하여 고찰하여 최적 조건을 얻고자 하였다. 실험 결과 사용한 유기산중에서 Latic acid가 코발트 및 리튬의 침출율이 99.9%로 가장 우수 하였다. 한편, 구연산을 이용하여 창출 실험한 결과에서 과산화수소의 농도, citric acid의 농도 및 반응온도가 증가함에 따라 코발트 및 리튬의 침출율이 증가하였다. 그러나 고액농도비가 증가함에 따라 침출율은 감소하는 경향을 보였다.

아두이노를 이용한 스마트 안전모 (Smart Safety Helmet Using Arduino)

  • 이동건;김원범;김중수;임상근;공기석
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제19권1호
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    • pp.77-83
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    • 2019
  • 산업 재해의 주요 원인에는 추락사고, 가스 누출 등이 있다. 기존의 안전모와 스마트 디바이스 결합 제품들은 편의성에 초점을 맞춰져 있어 위와 같은 사고를 예방하기 위한 기능이 미흡하다. 본 논문에서는 추락사고 인지와 가스 누출 감지 기능에 중점을 둔 스마트 안전모 개발을 다루었다. 또한 효율적으로 근로자를 관리할 수 있는 관리 시스템을 개발하였다. 이 시스템의 핵심 기능은 근로자의 위험 상태를 감지하여 관리자에게 전달하고 근로자의 상태를 확인하는 것이다. 실험을 통해 가연성 가스 측정 능력의 효용성을 검증하였다. 하지만 보드와 센서의 지속적인 동작으로 인해 상당한 전력 소모가 발견됨에 따라 대용량 배터리로 교체하는 등의 대응 방안이 요구된다는 점도 발견하였다.