• Bulletin of the Korean Chemical Society
• /
• 제32권3호
• /
• pp.852-856
• /
• 2011

The lithium ion diffusion coefficients of bare, carbon-coated and Cr-doped $LiFePO_4$ were obtained by fitting the discharge curves of each half cell with Li metal anode. Diffusion losses at discharge curves were acquired with experiment data and fitted to equations. Theoretically fitted equations showed good agreement with experimental results. Moreover, theoretical equations are able to predict lithium diffusion coefficient and discharge curves at various discharge rates. The obtained diffusion coefficients were similar to the true diffusion coefficient of phase transformation electrodes. Lithium ion diffusion is one of main factors that determine voltage drop in a half cell with $LiFePO_4$ cathode and Li metal anode. The high diffusion coefficient of carbon-coated and Cr-doped $LiFePO_4$ resulted in better performance at the discharge process. The performance at high discharge rate was improved much as diffusion coefficient increased.

• 한국재료학회지
• /
• 제34권7호
• /
• pp.370-376
• /
• 2024

In this study, we report significant improvements in lithium-ion battery anodes cost and performance, by fabricating nano porous silicon (Si) particles from Si wafer sludge using the metal-assisted chemical etching (MACE) process. To solve the problem of volume expansion of Si during alloying/de-alloying with lithium ions, a layer was formed through nitric acid treatment, and Ag particles were removed at the same time. This layer acts as a core-shell structure that suppresses Si volume expansion. Additionally, the specific surface area of Si increased by controlling the etching time, which corresponds to the volume expansion of Si, showing a synergistic effect with the core-shell. This development not only contributes to the development of high-capacity anode materials, but also highlights the possibility of reducing manufacturing costs by utilizing waste Si wafer sludge. In addition, this method enhances the capacity retention rate of lithium-ion batteries by up to 38 %, marking a significant step forward in performance improvements.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
• /
• 제33권8호
• /
• pp.2711-2718
• /
• 2012

The alkylation of the ambident enolates of a methyl glycinate Schiff base with ethyl chloride was studied at B3LYP and MP2 levels with $6-31+G^*$ basis set. The free (E)-enolates and (Z)-enolate are similar in energy and geometry. The transition states for the alkylation of the free (E)/(Z)-enolate with ethyl chloride have similar energy barriers of ~13 kcal/mol. However, with a lithium ion, the (E)-enolate behaves as an ambident enolate and makes a cyclic lithium-complex in bidentate pattern which is more stable by 11-23 kcal/mol than the (Z)-enolate-lithium complexes. And the TS for the alkylation of (E)-enolate-lithium complex coordinated with one methyl ether is lower in energy than those from (Z)-enolate-lithium complexes by 4.3-7.3 kcal/mol. Further solvation model (SCRF-CPCM) and reaction coordinate (IRC) were studied. This theoretical study suggests that the alkylation of ambident enolates proceeds with stable cyclic bidentate complexes in the presence of metal ion and solvent.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
• /
• 제6권1호
• /
• pp.1-6
• /
• 2015

With increasing interest in flexible electronic devices and wearable appliances, flexible lithium ion batteries are the most attractive candidates for flexible energy sources. During the last decade, many different kinds of flexible batteries have been reported. Although research of flexible lithium ion batteries is in its earlier stages, we have found that developing components that satisfy performance conditions under external deformation stress is a critical key to the success of flexible energy sources. Among the major components of the lithium ion battery, electrodes, which are connected to the current collectors, are gaining the most attention owing to their rigid and brittle character. In this mini review, we discuss candidate materials for current collectors and the previous strategies implemented for flexible electrode fabrication.

• 멤브레인
• /
• 제30권1호
• /
• pp.38-45
• /
• 2020

리튬금속전지(LMB)는 매우 큰 이론 용량을 갖지만 단락(short circuit), 수명 감소 등을 야기하는 덴드라이트(dendrite)가 형성되는 큰 문제점을 갖고 있다. 본 연구에서는 poly(dimethylsiloxane) (PDMS)에 graphene oxide (GO) nanosheet를 고르게 분산시킨 PDMS/GO 복합체를 합성하였고 이를 박막 형태로 코팅하여 덴드라이트의 형성을 물리적으로 억제할 수 있는 막의 효과를 이끌어내었다. PDMS의 경우, 그 자체로는 이온 전도체가 아니기 때문에 리튬 이온의 통로를 형성시켜 리튬 이온의 이동을 원활하게 하기 위하여 5wt% 불산(HF)으로 에칭하여 PDMS/GO 박막이 이온전도성을 가질 수 있도록 하였다. 주사전자현미경(scanning electron microscopy, SEM)을 통해 전면 및 단면을 관찰하여 PDMS/GO 박막의 형상을 확인하였다. 그리고 PDMS/GO 박막을 리튬금속전지에 적용하여 실시한 배터리 테스트 결과, 100번째 사이클까지 쿨롱 효율(columbic efficiency)이 평균 87.4%로 유지되었고, 박막이 코팅되지 않은 구리 전극보다 과전압이 감소되었음을 전압 구배(voltage profile)를 통해 확인하였다.

• 분석과학
• /
• 제31권1호
• /
• pp.1-6
• /
• 2018

We used differential scanning calorimetry and a thermogravimetric analysis to investigate the effect of being confined in mesoporous MCM-41 on the decomposition of lithium borohydride and magnesium borohydride when heated. The confinement did not cause a phase transition of the metal borohydrides inside MCM-41, but did lower their decomposition temperature. With the exception of a lowering of the temperature, the decomposition reaction mechanism of the metal borohydrides was nearly the same for both the bulk and confined samples.

• 전기화학회지
• /
• 제6권2호
• /
• pp.103-112
• /
• 2003

리튬이차전지 음극활물질로 사용되는 합성흑연입자에 여러종류금속을 코팅하여 그 전기화학적특성을 조사하였으며, 구체적인 코팅방법으로는 가스분산스프레이 코팅법을 적용하였다. 본 연구범위내에서 금속을 코팅한 입자로 제조된 전극은 충방전시 형성되는 계면저항을 감소시킴으로서 결과적으로 원시료에 비해서 높은 방전용량을 나타내었다. CV실험을 통해서 은과 주석은 리튬과의 합금반응을 확인할 수 있었으나, 2.5 중량$\%$ 이하의 낮은 코팅량을 고려했을 때, 높은 분산도를 지닌 금속 물질의 코팅을 통한 전극 활물질 표면의 균일한 전도도의 증가가 주요원인인 것으로 사료되었다. 단일계 금속으로 코팅하였을 경우 은코팅한 전극활물질이 가장 높은 방전용량과 사이클특성을 나타내었고, 은을 기본으로 하는 이성분계에서는 은-니켈전극이 가장 높은 고율특성을 나타내었다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제53권2호
• /
• pp.137-144
• /
• 2015

The present paper deals with the extractive separation and selective recovery of nickel and lithium from the sulfate leachate of cathode scrap generated during the manufacture of LIBs. The conditions for extraction, scrubbing and stripping of nickel from lithium were optimized with an aqueous feed containing $2.54kg{\cdot}m^{-3}$ Ni and $4.82kg{\cdot}m^{-3}$ Li using PC-88A. Over 99.6% nickel was extracted with $0.15kmol{\cdot}m^{-3}$ PC-88A in two counter-current stages at O/A=1 and pH=6.5. Effective scrubbing Li from loaded organic was systematically studied with a dilute $Na_2CO_3$ solution ($0.10kmol{\cdot}m^{-3}$). The McCabe-Thiele diagram suggests two counter-current scrubbing stages are required at O/A=2/3 to yield lithium-scrubbing efficiency of 99.6%. The proposed process showed advantages of simplicity, and high purity (99.9%) nickel sulfate recovery along with lithium to ensure the complete recycling of the waste from LIBs manufacturing process.

• 치위생과학회지
• /
• 제13권3호
• /
• pp.290-295
• /
• 2013

본 연구는 심미 치과보철물에 사용되는 지르코니아, lithium disilicate 코어와 전장도재 사이의 전단결합강도를 측정하고, 금속도재관을 대조군으로 설정하여 비교하였다. 직사각기둥 모양의 시편을 각각 10개씩 제작하여 코어와 전장도재 사이의 전단결합강도를 측정한 후 파절면의 양상을 실체현미경을 통해 관찰하였다. 제한된 조건하에 시행된 실험을 통하여 심미보철 분야에 널리 적용되고 있는 치과용세라믹 코어의 전단결합강도를 확인하였으며, 측정 후 비교분석된 결과는 다음과 같다. 2종의 치과용 세라믹 코어와 전장도재 간에 전단결합강도는 금속도재관의 전단결합강도와 유의한 차이가 있었다 (p<0.05). 본 실험 결과를 토대로 ZB군은 임상적으로 받아들여지는 전단결합강도 범위 내 분포를 보이지만, LB군은 임상허용 범위에 못 미치는 결과값을 보였다. 금속도재관과 달리 지르코니아, lithium disilicate 전부도재관은 모두 혼합형 파절양상을 보였다. 결론적으로 전단결합강도 실험에 사용된 시편이 임상적인 치과보철물의 형태와는 달리 실험을 위한 시편의 형태로 제작되어 임상적 결과를 반영하지 못했으며 구강 내의 상황과도 다르다는 한계점을 가지고 있다. 추후에는 이를 보완하여 치과보철물과 유사한 형태의 시편을 이용한 전단결합 강도의 측정과 구강 내 조건을 고려한 추가 실험이 필요하다고 생각된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2007년도 제32회 학술대회 초록집
• /
• pp.37-37
• /
• 2007