• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제30권8호
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• pp.1733-1737
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• 2009

A new cathode material based on Li$Ni_{0.8}Co_{0.15}Al_{0.05}O_2$ (LNCA)/polyaniline (Pani) composite was prepared by in situ self-stabilized dispersion polymerization in the presence of LNCA. The materials were characterized by fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), ultraviolet-visible spectroscopy (UV-Vis), X-ray diffraction (XRD), and scanning electron microscopy (SEM). Electrochemical properties including galvanostatic charge-discharge ability, cyclic voltammetry (CV), capacity, cycling performance, and AC impedance were measured. The synthesized LNCA/Pani had a similar particle size to LNCA and exhibited good electrochemical properties at a high C rate. Pani (the emeraldine salt form) interacts with metal-oxide particles to generate good connectivity. This material shows good reversibility for Li insertion in discharge cycles when used as the electrode of lithium ion batteries. Therefore, the Pani coating is beneficial for stabilizing the structure and reducing the resistance of the LNCA. In particular, the LNCA/Pani material has advantageous electrochemical properties.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제10권2호
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• pp.131-138
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• 2019

To improve the performance of Si anodes in advanced Li-ion batteries, the design of the electrode plays a critical role, especially due to the large volumetric expansion in the Si anode during Li insertion. In our study, we used a simple fabrication method to prepare Si-based electrodes by grafting polyacrylic acid (PAA) to a carboxymethyl cellulose (CMC) binder (CMC-g-PAA). The procedure consists of first mixing nano-sized Si and the binders (CMC and PAA), and then coating the slurry on a Cu foil. The carbon network was formed via carbonization of the binders i.e., by a simple heat treatment of the electrode. The carbon network in the electrode is mechanically and electrically robust, which leads to higher electrical conductivity and better mechanical property. This explains its long cycle performance without the addition of a conducting agent (for example, carbon). Therefore, the partially carbonized CMC-g-PAA binder presented in this study represents a new feasible approach to produce Si anodes for use in advanced Li-ion batteries.

• 공업화학
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• 제7권2호
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• pp.362-370
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• 1996

$Li/V_6O_{13}$ 전지의 성능과 poly(acrylonitrile)[PAN]계 폴리머 전해질의 전기화학적인 성질을 조사 하였다. 폴리머 전해질의 이온 전도도는 상온에서 $2.3{\times}10^{-3}S/cm$를 보였으며 리튬 전극과의 상용성도 우수하였다. 또한 4.3V(vs. $Li^+/Li$)까지의 전기화학적인 안정성이 있는 것으로 나타났다. $Li/V_6O_{13}$ 전지 반응은 $V_6O_{13}$ 전극과 폴리머 전해질간의 계면 저항이 지배적 이었다. $V_6O_{13}$내의 리튬 이온의 확산 계수값은 $2.7{\times}10^{-9}{\sim}4.2{\times}10^{-8}cm^2/sec$로 나타났다. $V_6O_{13}$ 활물질의 이용률은 C/8($50{\mu}A/cm^2$)에서 95%였으며 C/4($100{\mu}A/cm^2$)에서는 82%로 각각 나타났다.

• 전기화학회지
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• 제19권4호
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• pp.123-128
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• 2016

본 연구에서는 poly(vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene) (PVdF-HFP)를 나노 크기의 $Al_2O_3$ 세라믹입자와 혼합하여 전기방사법으로 복합 겔 고분자 전해질을 제조하였다. $Al_2O_3$ 세라믹입자를 혼합한 복합 겔 고분자 전해질의 이온전도도는 $9.5{\times}10^{-2}Scm^{-1}$로, 순수한 PVdF-HFP 겔 고분자 전해질보다 높은 이온전도도를 나타내며 전기화학적 안정성도 5.2 V까지 개선하였다. 전기화학적 성능을 분석하기 위해서 $LiNi_{1/3}Mn_{1/3}Co_{1/3}O_2$ (NMC)양극과 함께 전지로 제작되었으며 순수 겔 고분자 전해질과 복합 겔 고분자 전해질 셀은 0.1C-rate에서 각각 $168.2mAh\;g^{-1}$과 $189.6mAh\;g^{-1}$의 방전 용량을 가지며 우수한 수명 특성을 보여 주었다. 따라서 고유전율 세라믹 입자의 복합화는 리튬 이온 겔 고분자 전지의 안정성과 전기화학적 특성을 향상시키는 좋은 대안이 될 것으로 판단된다.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제7권2호
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• pp.179-184
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• 2016

The interface between the surface of a cathode material and the electrolyte gives rise to surface reactions such as solid electrolyte interface (SEI) and chemical side reactions. These reactions lead to increased surface resistance and charge transfer resistance. It is consequently necessary to improve the electrochemical characteristics by suppressing these reactions. In order to suppress unnecessary surface reactions, we coated cathode material using polypropylene (PP). The PP coating layer effectively reduced the SEI film that is generated after a 4.3 V initial charging process. By mitigating the formation of the SEI film, the PP-coated Li[(Ni_0.6Co_0.1Mn_0.3)_0.36(Ni_0.80Co_0.15Al0.05)_0.64)]O₂(NCS) electrode provided enhanced transport of Li⁺ ions due to reduced SEI resistance (R_SEI) and charge transfer resistance (R_ct). The initial charge and discharge efficiency of the PP-coated NCS electrode was 96.2 % at a current density of 17 mA/g in a voltage range of 3.0 ~ 4.3 V, whereas the efficiency of the NCS electrode was only 94.7 %. The presence of the protective PP layer on the cathode improved the thermal stability by reducing the generated heat, and this was confirmed via DSC analysis by an increased exothermic peak.

• 한국전기화학회:학술대회논문집
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• 한국전기화학회 2004년도 전지기술심포지움
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• pp.75-108
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• 2004

The market, development and trend of Lithium ion Batteries in China are introduce briefly. Early, Chinese manufactories were busy to expand and many new battery factories have been built up. Now, the relatively large companies pay more attentions on comprehensive quality improvement, therefore the production processing and facilities have been also modified in some extent. The recent technology progresses focus on High capacity (energy density), High rate, High average voltage, High safety, High temperature properties, Long cycle life, Low temperature properties, Low self discharge, Low cost, Super-large, Super-small, Super-thin, Consistency, Customization, and Environment friendly processing, simply $H_5L_4S_3C_2E_1$. Lithium ion polymer batteries which all batteries packaged with soft lamination film are named as in China have a quick growth and emphasized here because of their advantages ins $H_5L_4S_3C_2E_1$ for which it is quite difficult to be realized at the same time. Some of research works such as listed above are introduced. The other contends related to application trend of Lithium ion batteries and projects carrying out are also included.

• 전기화학회지
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• 제3권2호
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• pp.85-89
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• 2000

Lithium ion Battery(LIB)의 음극 활물질로써 리튬을 대체하기 위한 노력으로 phenol resin을 탄화시킨 탄소재료를 사용하였다. Phenol resin을 소성하면 축합반응을 일으키면서 탄화되어 무정형 탄소가 된다. 무정형 탄소는 층간거리가 넓어 리튬의 삽입과 탈리가 용이하지만 탄소간의 결합력이 약하여 구조적 붕괴가 일어난다. 이러한 문제를 해결하기 위해 세공형성제로서 $ZnCl_2$를 사용하였다. $ZnCl_2$는 생성된 물질에서 3차원적 망상구조로 성장하는 개방세공을 형성하는 세공형성제로서 뿐만 아니라, 벌크 첨가제가 도핑된 느슨한 구조를 형성하는 미세세공 형성제로서 작용하였다. SEM을 통해서 구조적 차이를 알 수 있었으며, XRD분석으로 층간의 거리를 알 수 있었다. CV측정을 통해 두 가지 샘플에 대한 산화와 환원 반응의 차이를 알아보았다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제17권5호
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• pp.199-208
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• 2017

리튬 폴리머 배터리는 높은 안전성, 빠른 충전 및 긴 라이프 사이클 등으로 인해 에너지 저장치(ESS: Energy Storage System), 전기자동차(EVs: Electric Vehicles)등에 채택이 되어 사용되고 있으며, 그리고 현재는 농업용 드론에서 까지 사용이 되고 있다. 그러나 리튬 폴리머 배터리는 과충 방전에는 리튬-이온 배터리 내의 격차구조가 파괴되어 배터리 수명이 줄어들게 되며, 과충 방전을 방지하기 위해 불균등한 셀 전압을 균등 제어 할 수 있는 셀 밸런싱 시스템이 필수적이다. 본 논문은 각 셀의 충 방전할때의 전압차이를 검출하여 불균형된 셀을 확인하여 비선형 시스템에 적합한 퍼지 제어기를 개발하여 적용한 셀별 밸런싱 알고리즘을 제안한다. 본 논문은 농업용 드론의 배터리팩의 셀 밸런싱을 퍼지제어를 하여 셀 간 균등 제어를 위해 설계하였으며, 최종 결과로 셀 간 밸런싱이 잘 되는지 확인하고 자 셀이 2개 있을 때와 6개 그리고 최종적으로 12개의 각 셀 밸런싱이 되는지를 확인하였다. 이는 다른 제품에도 사용할 수 있는지를 실험하고자 하였으며, 확인결과 사용된 셀의 개수와는 관계없이 셀별 밸런싱이 잘 되고 있음을 확인하였다.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제14권3호
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• pp.262-271
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• 2023

For electrode stability and the electrochemical performance of the Li-ion cell, it is essential that the active ingredients and unique additives in the polymer binder be well dispersed with the solvent-based slurry. The efficient procedure used to create the slurry affects the rheological characteristics of the electrode slurry. When successively adding different steps of Nmethyl-2-pyrrolidone (NMP) solvent to the cathode composition, it is evenly disseminated. The electrochemical performance of the Li-ion cells and the electrodes made with slurry formed by single step and multiple steps of addition of NMP solvent are examined. To preform rheological properties of cathode electrode slurry on Ni-rich Lithium Nickel-Cobalt-Aluminum Oxide (LiNi_0.80Co_0.15Al_0.05) (NCA). Also, we investigate different step addition of electrode formation and mechanical strength characterization like peel strength. According to the EIS study, a multi-step electrode slurry has lower internal resistance than a single-step electrode slurry, which results in better electrical characteristics and efficiency. Further, microstructure of electrodes is obtained electrochemical performance in the 18650 cylindrical cells with targeted capacity of 1.5 Ah. The slurry of electrodes prepared by single step and multiple steps of addition of NMP solvent and its effect on the fabrication of 1.5 Ah cells. A three-step solvent addition on slurry has been found to be a lower internal resistance than a single-step electrode slurry as confirmed by the EIS analysis, yielding improved electrical properties and efficiency.

• 전기화학회지
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• 제15권4호
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• pp.230-235
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• 2012

분자량이 각각 300(PEGMA300) 및 1100(PEGMA1100) g $mol^{-1}$인 PEGMA와 합성된 $BF_3LiMA$ 리튬염을 이용하여 다양한 조성의 고분자전해질을 제조하고 전기화학적 특성을 평가하였다. 흥미롭게도 AC-impedance 측정법에 의한 상온 이온전도도는 분자량 $300g\;mol^{-1}$로 합성된 액체 고분자전해질에서 $8.54{\times}10^{-7}S\;cm^{-1}$의 값이 얻어진 반면, PEGMA1100으로 합성된 고체상태의 고분자전해질에서 최대 14배 이상 높은 $1.22{\times}10^{-5}S\;cm^{-1}$가 관찰되었다. 이러한 결과는 PEGMA에 ethylene oxide 단위가 5개인 $300g\;mol^{-1}$보다 23개인 $1100g\;mol^{-1}$에서 리튬이온의 배위가 쉽게 일어나기 때문으로 해석된다. 또한 양이온 수율 측정결과 리튬메탈과 $BF_3$간의 반응으로 인해 0.6의 비교적 낮은 값이 나왔지만 초기 3000초 동안에는 0.9 이상의 값이 관찰되어 단일이온 전도체의 특징을 보여주었다.