• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제12권1호
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• pp.1-20
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• 2021

In-depth knowledge of electrode processes is crucial for determining the electrochemical performance of lithium-ion batteries (LIBs). In particular, the conduction mechanisms of charged species in the electrodes, such as lithium ions (Li+) and electrons, are directly correlated with the performance of the battery because the overall reaction is dependent on the charge transport behavior in the electrodes. Therefore, it is necessary to understand the different electrochemical processes occurring in electrodes in order to elucidate the charge conduction phenomenon. Thus, it is essential to conduct fundamental studies on electrochemical processes to resolve the technical challenges and issues arising during the ionic and electronic conduction. Furthermore, it is also necessary to understand the transport of charged species as well as the predominant factors affecting their transport in electrodes. Based on such in-depth studies, potential approaches can be introduced to enhance the mobility of charged entities, thereby achieving superior battery performances. A clear understanding of the conduction mechanism inside electrodes can help overcome challenges associated with the rapid movement of charged species and provide a practical guideline for the development of advanced materials suitable for high-performance LIBs.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2012년도 추계학술대회 논문집
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• pp.625-626
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• 2012

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.281-282
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• 2009

• KIEE International Transactions on Electrophysics and Applications
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• 제5C권3호
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• pp.119-123
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• 2005

Lithium titanium oxide as anode material for energy storage prepared by novel synthesis method. Li$_{4}$Ti$_{5}$O$_{12}$ based spinel-framework structures are of great interest material for lithium-ion batteries. We describe here Li$_{4}$Ti$_{5}$O$_{12}$ a zero-strain insertion material was prepared by novel sol-gel method and by high energy ball milling (HEBM) of precursor to from nanocrystalline phases. According to the X-ray diffraction and scanning electron microscopy analysis, uniformly distributed Li$_{4}$ Ti$_{5}$O$_{12}$ particles with grain sizes of 100nm were synthesized. Lithium cells, consisting of Li$_{4}$ Ti$_{5}$O$_{12}$ anode and lithium cathode showed the 173 mAh/g in the range of 1.0 $\~$ 3.0 V. Furthermore, the crystalline structure of Li$_{4}$ Ti$_{5}$O$_{12}$ didn't transform during the lithium intercalation and deintercalation process.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제15권6호
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• pp.338-343
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• 2014

A $Fe_3O_4$-graphite nanofiber composite for use as an anode material was successfully synthesized by calcining $Fe_3O_4$ and graphite nanofiber (GNF) together in a $N_2$ atmosphere. Using this $Fe_3O_4$-GNF composite in a lithium ion battery resulted in a higher lithium storage capacity than that obtained using $Fe_3O_4$-graphite ($Fe_3O_4$-G). The $Fe_3O_4$-GNF (10 wt%) electrode exhibited a higher lithium ion diffusion coefficient ($2.29{\times}10^{-9}cm^2s^{-1}$) than did the $Fe_3O_4$-G (10%) ($3.17{\times}10^{-10}cm^2s^{-1}$). At a current density of $100mA\;g^{-1}$, the $Fe_3O_4$-GNF (10 wt%) anode showed a higher reversible capacity ($1,031mAh\;g^{-1}$) than did the $Fe_3O_4$-G (10%) anode ($799mAh\;g^{-1}$). Moreover, the $Fe_3O_4GNF$ electrodes showed good cycling performance without the addition of a conductive material.

• 자원리싸이클링
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• 제19권1호
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• pp.27-32
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• 2010

리튬이온전지의 양극 전자전도도를 향상시키기 위하여 탄소제를 첨가할 때 기존의 혼합법과는 다르게 abrasive milling에 의하여 $LiCoO_2$ 양극 활물질에 흑연을 균일하게 분산시켜서 충방전시 용량감소를 줄이고자 하였다. 밀링 조건은 300 rpm, 10min으로 하였으며, 흑연 농도는 전기 전도성 향상과 용량의 관계를 고려해 볼 때, 1 wt% 경우가 가장 우수한 전극특성을 보여주었다. Abrasion법은 기존 혼합법에 비하여 10% 이상 capacity retention의 향상을 가져올 수 있었으며, 비가역적인 용량에 있어서도 초기 방전 용량의 효율도 높아 비가역 용량이 감소되는 효과를 얻을 수 있었다. 이는 첨가한 흑연이 균일하게 혼합되고 일부는 $LiCoO_2$ 표면에 코팅되어 전자전도도를 향상시키고 산화물인 활물질의 용해를 억제하기 때문으로 생각된다.

• Applied Microscopy
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• 제51권
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• pp.19.1-19.7
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• 2021

The main purpose of this paper is the preparation of transmission electron microscopy (TEM) samples from the microsized powders of lithium-ion secondary batteries. To avoid artefacts during TEM sample preparation, the use of ion slicer milling for thinning and maintaining the intrinsic structure is described. Argon-ion milling techniques have been widely examined to make optimal specimens, thereby making TEM analysis more reliable. In the past few years, the correction of spherical aberration (Cs) in scanning transmission electron microscopy (STEM) has been developing rapidly, which results in direct observation at an atomic level resolution not only at a high acceleration voltage but also at a deaccelerated voltage. In particular, low-kV application has markedly increased, which requires a sufficiently transparent specimen without structural distortion during the sample preparation process. In this study, sample preparation for high-resolution STEM observation is accomplished, and investigations on the crystal integrity are carried out by Cs-corrected STEM.

• 자원리싸이클링
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• 제31권4호
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• pp.26-33
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• 2022

리튬이온배터리의 수요가 증가함에 따라 향후 발생할 폐리튬이온배터리 중의 유가금속 회수가 필요하다. 대량의 폐리튬이온배터리 리사이클링에는 건식제련이 적합하지만 Li이 슬래그나 분진으로 손실되는 문제점이 있다. 본 연구에서는 폐리튬이온배터리의 NCM계 양극재로부터 Li을 회수하기 위해 그라파이트 첨가에 따른 탄산화 배소와 수침출 거동에 대해 조사하였다. 그라파이트를 10 wt% 첨가 시, Ar 및 CO₂ 분위기에서 승온 중 약 850 K에서 급격한 무게 감소와 함께 CO 및 CO₂ 가스가 배출되었다. 급격한 무게 감소 후 NCM은 금속 산화물 및 순금속으로 분해되고 환원되었다. 따라서 블랙파우더(NCM+그라파이트)의 탄산화 배소에서는 NCM의 분해에 의해 O₂가 발생하면서 Li₂O, NiO 등의 산화물이 생성되고, 이어서 Li₂O가 CO₂와 반응하여 Li₂CO₃를 생성하며, NiO의 일부는 그라파이트에 의해 환원되어 금속 Ni을 생성한다. 그리고 탄산화 배소 후 수침출에 의해 약 99.95 % 순도의 Li₂CO₃를 최대 94.5 %까지 회수하였다.

• 전기화학회지
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• 제2권2호
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• pp.88-92
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• 1999

리튬이온전지용 $LiCoO_2$ 전극의 도전재료인 흑연과 블랙에 대하여 도전재료 함량에 따른 복합체 전극의 겉보기 밀도, 전해액 중에서 집전체로부터 전극복합체의 자기박리 및 전자전도 저항 특성을 조사하였다. $LiCoO_2$복합전극의 겉보기 밀도는 도전재료의 함량 증가에 따라 감소하였으며, 복합체 중 $LiCoO_2$ 단독의 겉보기 밀도는 보다 큰 감소를 나타내었다. $4.7\%w/w$ 이상의 super s black 도전재료를 사용한 전극은 propylene carbonate와 diethyl carbonate의 1: 1 체적비 혼합용매 중의 1 mol/I $LiPF_6$ 전해액 함침으로 자기박리하였으며, 흑연 도전재료에서는 자기박리가 없었다 복합전극의 전자전도에 대한 비저항은 도전재료의 함량 증가에 따라 감소하였으며, super s black도전재료 $2\~3\%w/w$ 함량의 비저항은 Lonza KS6흑연 도전재료 $12\%w/w$ 함량의 비저항과 유사하였다. 본 연구에서 나타낸 범위 내에서 super s black도전재료를 사용할 때 전극 복합체 중의 $LiCoO_2$밀도가 높아 고용량을 나타내었다.

• 대한화학회지
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• 제52권6호
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• pp.676-683
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• 2008