• 대한기계학회논문집B
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• 제37권7호
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• pp.665-667
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• 2013

리튬이온 전지의 양극은 다양한 종류의 전이금속재료로 구성되며, 전지의 성능은 양극을 구성하는 금속재료에 의해 많은 영향을 받는다. 이는, 양극 내부에서 리튬이온의 확산 및 상전이 양상이 재료마다 서로 다르게 나타나기 때문이다. 따라서, 충방전 시 양극 내부 리튬이온의 확산 및 상전이를 이해하는 것은 고용량, 고전압 리튬 이차전지를 설계하기 위해 필수적이다. 본 연구에서는 phase field model을 바탕으로 양극 내부의 리튬이온 확산 및 상전이 과정을 분석한다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 1998년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.143-146
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• 1998

The $LiCoO_2$ powder was synthesized at >$700^{\circ}C$, >$850^{\circ}C$ by solution route. In this paper, we investigated X-ray diffraction, and charge-discharge performance for $LiCoO_2$/Li and $LiCoO_2$/MPCF cell. The $LiCoO_2$/Li ceSl exhibited a high avmge discharge potential of 38-3% and a good cycle life performance at 5(hnA/g during chargedischarge cycling between 43-3.0V. And, the $LiCoO_2$MPCF cell showed a high average discharge voltage of 3.6-3.W and a excellent cycle life prfomam during chargedischarge cycling b&wm 4 2-2.W. As a result, the $LiCoO_2$ powdm syd-eizd by solution route is a good cathode material for lithium ion secondary battery.

• 전력전자학회논문지
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• 제20권4호
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• pp.351-355
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• 2015

This paper explained the application of a lithium-ion battery energy storage system to electric propulsion ships. The power distribution in electric propulsion ships has low power quality because of the variation in the power consumption of the propulsion motor. For proper operation of the ship, the power quality needs to be improved, and the battery energy storage system is used to solve power-quality problems. The simulation models of electric propulsion ship and battery energy storage systems are constructed on MATLAB/Simulink to verify the improvement in power quality. The proposed system is applied in various scenarios of the propulsion motor state. The power quality achieved by using the battery energy storage system in both voltage and frequency satisfies the standards set by IEC-60092/101.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제3권1호
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• pp.29-34
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• 2012

The structural changes of $Li_{1-x}Ni_{0.5}Co_{0.2}Mn_{0.3}O_2$ cathode material for lithium ion battery during the first charge was investigated in comparison with $Li_{1-x}Ni_{0.8}Co_{0.15}Al_{0.05}O_2$ using a synchrotron based in situ X-ray diffraction technique. The structural changes of these two cathode materials show similar trend during first charge: an expansion along the c-axis of the unit cell with contractions along the a- and b-axis during the early stage of charge and a major contraction along the c-axis with slight expansions along the a- and b-axis near the end of charge at high voltage limit. In $Li_{1-x}Ni_{0.5}Co_{0.2}Mn_{0.3}O_2$ cathode, however, the initial unit cell volume of H2 phase is bigger than that of H1 phase since the c-axis undergo large expansion while a- and b- axis shrink slightly. The change in the unit cell volume for $Li_{1-x}Ni_{0.5}Co_{0.2}Mn_{0.3}O_2$ during charge is smaller than that of $Li_{1-x}Ni_{0.8}Co_{0.15}Al_{0.05}O_2$. This smaller change in unit cell volume may give the $Li_{1-x}Ni_{0.5}Co_{0.2}Mn_{0.3}O_2$ cathode material a better structural reversibility for a long cycling life.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제55권6호
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• pp.861-867
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• 2017

니켈 함량이 높은 리튬이차전지용 NCA 양극소재의 용량 및 수명특성을 향상시키기 위하여 붕소와 코발트를 상업용 $Li_{1.06}Ni_{0.91}Co_{0.08}Al_{0.01}O_2$ (NCA)에 도핑하여 리튬이차전지의 양극소재로 사용하였다. 상업용 NCA 양극소재는 약 $5{\mu}m$와 $12{\mu}m$ 크기의 2차 입자들이 혼합되어 있고 붕소와 코발트 도핑후 입자크기는 조금 감소되었다. 붕소와 코발트를 도핑한 NCA-B와 NCA-Co의 초기 방전용량은 각각 214 mAh/g과 200 mAh/g으로 도핑하지 않은 NCA에 비해 높게 나타났으며, 특히 NCA-Co는 20번째의 방전용량이 157 mAh/g으로 가장 우수한 방전용량특성을 나타내었다. 이는 코발트를 도핑함으로써 c축 방향으로의 결정이 성장되어 리튬이온의 확산이 용이하기 때문이다.

• Corrosion Science and Technology
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• 제20권5호
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• pp.249-255
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• 2021

In this work, we proposed a facile method to fabricate the three-dimensional porous copper current collector (3D Cu CC) for a Si-dominant anode in a Li-ion battery (LiB). The 3D Cu CC was prepared by combining chemical etching and thermal reduction from a planar copper foil. It had a porous layer employing micro-sized Cu balls with a large surface area. In particular, it had strengthened attachment of Si-dominant active material on the CC compared to a planar 2D copper foil. Moreover, the increased contact area between a Si-dominant active material and the 3D Cu could minimize contact loss of active materials from a CC. As a result of a battery test, Si-dominant active materials on 3D Cu showed higher cyclic performance and rate-capability than those on a conventional planar copper foil. Specifically, the Si electrode employing 3D Cu exhibited an areal capacity of 0.9 mAh cm^-2 at the 300^th cycles (@ 1.0 mA cm^-2), which was 5.6 times higher than that on the 2D copper foil (0.16 mAh cm^-2).

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제48권3호
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• pp.283-291
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• 2010

리튬이온전지의 음전극으로 사용하기 위해 주로 알카리 수열합성법과 열처리에 의해 제조되는 $TiO_2$ 나노튜브의 전기화학적 특성에 관한 연구결과를 조사하여, 그 충방전 특성을 분석하였다. 현재까지 리튬과 $TiO_2$의 전기화학반응으로 생성되는 $Li_xTiO_2$의 이론용량인 $335mAh\;g^{-1}$(x=1)를 초과하는 최대방전용량 $338mAh\;g^{-1}$(x=1.01)을 $TiO_2(B)$ 상을 갖는 나노튜브가 나타내었다. 이것은 리튬의 자가확산이 활성에너지 0.48 eV 정도로 느리므로 이보다 확산거리가 짧도록 $TiO_2$ 나노튜브의 구조를 조정하여 리튬 수송이 원활하도록 하였기 때문이다. 또한 $TiO_2$ 나노튜브 구조체는 벌크상은 물론 표면에서의 뛰어난 이온저장성 때문에 리튬이온전지의 음전극 소재뿐만 아니라 고출력 특성이 필요한 커페시터 소자의 전극소재로도 활용할 수 있다.

• 한국결정성장학회지
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• 제18권6호
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• pp.248-252
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• 2008

전기전도성이 우수하면서 입자 크기가 작은 $LiFePO_4$ 분말을 얻기 위해서, 이종원소(Cr+B 또는 Cr+Al) 도핑이 $LiFePO_4$의 전기전도도에 미치는 영향과 열처리 조건이 입자 크기에 미치는 영향에 대해서 조사하였다. 조성이 $LiFe_{0.965}Cr_{0.03}B_{0.005}PO_4$ and $LiFe_{0.065}Cr_{0.03}Al_{0.005}PO_4$인 두 종류의 분말을 기계화학적 밀링법으로 혼합 후 $675{\sim}759^{\circ}C$에서 $5{\sim}10$시간 열처리하여 합성하였다. 이종원소 도핑은 입자성장을 촉진하였고 전기전도도를 높이는 효과가 있었다. $LiFe_{0.065}Cr_{0.03}Al_{0.005}PO_4$의 전기전도도는 $1{\times}10^{-8}S/cm$로 도핑하지 않은 것의 $5{\times}10^{-10}S/cm$보다 높았다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권7호
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• pp.589-594
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• 2014

전기자동차와 하이브리드 자동차의 상용화에 따라 전기용량과 에너지 밀도가 향상된 리튬 이온 전지의 개발이 필요하다. 본 논문에서는 상장 모델을 이용하여 5산화 바나듐으로 구성된 다공성 구조물로의 리튬 이온 삽입현상을 분석하였다. 다공성 5산화 바나듐 구조물은 구멍을 갖는 구체의 구조물로 정의하였으며, 이때 구멍의 형상은 원통형이다. 원통형 구멍의 반지름, 깊이 및 개수를 조절하여 다양한 다공성 5산화 바나듐의 미세조직 형상을 고려하였으며, 각 미세조직의 형상인자와 구조물에 삽입되는 리튬 이온의 개수 사이의 관계를 분석하였다. 마지막으로 최적화 작업을 통하여 가장 많은 수의 리튬 이온이 삽입될 수 있는 다공성 5산화 바나듐의 구조체 형상을 찾아내었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제20권3호
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• pp.141-146
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• 2010

크롬이 도핑된 $LiFePO_4$ 분말이 도핑되지 않은 것보다 이차전지용 양극활물질로서 우수한 전기화학적 특성을 나타내었다. 이러한 향상은 도핑에 의해서 양극활물질의 전자전도도가 높아지기 때문인 것으로 생각되고 있다. 크롬과 또 하나의 전형원소가 도핑된 $LiFe_{0.965}Cr_{0.03}B_{0.005}PO_4$와 $LiFe_{0.965}Cr_{0.03}Al_{0.005}PO_4$의 전기전도도를 30에서 $80^{\circ}C$ 범위에서 측정하였다. 도핑된 분말은 유성밀에 의한 기계화학적 혼합을 한 후 675~$750^{\circ}C$에서 5~10시간 열처리하여 합성하였다. 이러한 도핑은 분말의 전기전도도를 높이고 입자 성장을 촉진시켰다. 크롬과 알루미늄이 도핑된 $LiFe_{0.965}Cr_{0.03}Al_{0.005}PO_4$ 분말의 $30^{\circ}C$에서의 전기전도도는 $1{\times}10^{-8}S/cm$이었으며, 이 값은 도핑하지 않은 것보다 두 자릿수 높은 값 이었다.