• 공업화학
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• 제16권5호
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• pp.689-692
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• 2005

스피넬계 $LiMn_2O_4$를 양극 활물질로 사용하는 리튬이온전지의 전기화학적 성능을 향상시키기 위하여 서로 상이한 입자크기를 가지는 Super P Black 및 $Vulcan^{(R)}$ XC-72R을 사용한 이성분계 전도성물질을 제조하였다. 이렇게 이성분계 전도성물질을 사용하여 제조되어진 $LiMn_2O_4$ 전지 시스템은 충 방전 동안의 비용량 및 사이클 수명의 관점에서 특성 평가되었다. 결과적으로 Super P Black 및 $Vulcan^{(R)}$ XC-72R이 3:7의 비율로 구성되어진 이성분계 전도성물질을 사용하였을 때의 전지가 우수한 전기화학적 성능을 보여주었으며 이는 적절한 조합의 ionic diffusion rate와 electric contact에 의해 제어되어졌기 때문인 것으로 여겨진다.

• 한국자기공명학회논문지
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• 제7권2호
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• pp.74-79
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• 2003

Li[Ni,Mn,Co]O$_2$ electrode has been studied by $\^$7/Li MAS NMR. A sharp resonance at -1 ppm and a very broad resonance at approximately 400 ppm are assigned to the Li ions in Co-only environment and Ni/Mn(Co) environment, respectively, indicating a segragation of Co ions and Ni/Mn ions. Different temperature behavior of the peak position is observed for Co-only environment and Ni/Mn(Co) environment. Oxidation of Ni ions is involved during the entire charging process. At high temperature, a peak narrowing caused by the electron hopping is observed.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2003년도 춘계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.216-216
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• 2003

현재 상용화되어 있는 리튬 이차전지용 양극재료로는 비교적 작동전압이 높은 층상 암염구조(LiCoO$_2$, LiNiO$_2$) 및 Spinet계(LiMn$_2$O$_4$) 전이금속 산화물이 대부분 이용되고 있다 하지만 LiCoO$_2$나 LiNiO$_2$ 같은 상용화 물질은 비교적 높은 비용과, 강한 독성 때문에 많은 문제점을 가지고 있다. 또 Spinel(LiMn$_2$O$_4$)는 낮은 비용과 환경친화적인 장점에도 불구하고 Jahn-Teller 변형과 관련된 구조적 변형이 심각하기 때문에 사이클시 비가역적인 용량의 감소가 심각하다. 이러한 관점에서 전이금속보다 그 양이 풍부하고 저렴할 뿐만 아니라 독성이 없는 Olivine 구조 (LiFePO$_4$)를 갖는 phosphate계 화합물에 관심을 가지게 되었다. LiFePO$_4$는 리튬 음극과 3.4V의 방전전압을 나타내며, 170mAh/g의 이론용량을 가지고 있어, Fe-base의 장점은 물론 안정적인 결정구조 및 현재 상용화된 재료들과 비슷한 에너지 밀도를 가진다. 따라서 본 연구에서는 양극물질의 기존 두 제조법인 고상반응법과 sol-gel법으로 대표되는 제조법의 단점을 상호 보완될 수 있다고 판단되는 기계적 합금화법(Mechanical Alloying, MA)공정을 도입하여 초미세립 분말 제조에 초점을 맞추어 Olivine phosphate계 양극물질의 제조 및 전기화학적 특성을 연구하였다.

• 전기화학회지
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• 제19권2호
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• pp.50-56
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• 2016

본 연구에서는 습식분쇄, 분무건조 및 열처리 공정을 통해 알루미늄 및 마그네슘이 치환된 구형의 스피넬계 $Li_{1.10}Mn_{1.86}Al_{0.02}Mg_{0.02}O_4$ 양극재료를 합성하였다. 이때 공정변수로는 전구체를 만드는 분무건조공정에서 고형분(20~30 wt%)을, 열처리 공정에서는 산소분위기 유무를 변수로 하였다. 제조된 모든 양극재료는 상온에서 매우 우수한 전지특성을 보여주었으나, 출력특성에 있어서는 5C 방전곡선이 기준이 되는 0.1C 방전곡선 대비 서로 상이한 거동을 보임을 확인하였다. 이러한 고출력 거동의 차이는 첫째, 충방전 곡선상에서 3.3 V(vs. $Li/Li^+$) plateau 구간의 반응 용량 측정을 통해 양극재료의 산소결함 수준의 차이로 인한 것임을 확인하였다. 공기분위기에서 제조한 양극재료는 산소분위기에서 제조한 것에 비해 두 배 이상의 plateau 거동을 보이고 있으며, 이러한 현상으로부터 제조된 양극재료의 산소결함 정도와 방전초기 과전압 정도는 상관관계가 있음을 확인할 수 있었다. 둘째로는 임피던스 측정을 통해 산출된 확산계수로부터 고형분이 상대적으로 낮은 상태에서 제조된 양극재료가 그렇지 않은 양극재료에 비해 상대적으로 절반 이하 낮은 값을 가지고 있음을 알 수 있었다. 또한 입자 내부 형상 분석을 통한 내부 치밀도 및 임피던스 분석을 통한 확산속도의 차이를 확인함으로써, 방전 말단의 과전압 거동은 입자 내부의 리튬이온 확산속도와 관련이 있음을 확인하였다. 확산계수는 고형분이 상대적으로 낮은 20 wt% 상태에서 제조된 양극재료의 경우가 가장 낮으며, 이는 동일 양극재료의 내부 공극률이 가장 높은 결과와 부합하는 것이다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2015년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.152-153
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• 2015

알루미늄 공기전지의 환원전극으로 많은 재료들이 쓰이고 있지만 그중에서도 니켈은 값이 싸며 전기 전도도가 높아 많이 쓰이고 있다. 니켈 메쉬표면에 이산화망간을 촉매로써 처리하지만 이산화망간 용액을 적시고 말리는 기존방법에서는 균일하게 처리가 되지 않고 공기가 통하지 않는 경우도 있기 때문에 보다 균일한 처리를 위해 전해도금을 연구하였다.

• 한국재료학회지
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• 제2권2호
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• pp.126-132
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• 1992

시약급 망간염과 폐건전지에서 회수한 망간염 수용액을 전해액으로 사용하고, 0.2% 저탄소 연강을 가용성 양극으로, SUS 304 스테인레스 강을 음극으로 하여 전기분해 법에 의해 생성된 망간 페라이트의 화학조성 및 열적, 자기적 성질을 조사한 결과 다음과 같다. $Mn_{x}Fe_{3-x}O_4$(O$200^{\circ}C$까지는 중량감소량이 직선적으로 증가하였다. 망간함량과 가열온도가 증가할수록 보자력이 감소하고 포화자화도 감소하는 경향을 보였다. 시약급 염화망간염을 전해액으로하여 생성시킨 망간 페라이트가 황산망간 및 폐건전지에서 회수한 망간염을 전해액으로 사용하여 제조한 망간 페라이트 보다 포화자화값이 높았다. $200^{\circ}C,\;300^{\circ}C로 가열하였을 때, 폐건전지에서 침출한 황산망간염을 전해액으로 하여 생성시킨 망간 페라이트가 시약급 황산망간염을 전해액으로 하여 생성시킨 망간 페라이트 보다 포화자화와 잔류자화값이 높았다. 생성된 입도는 모두 구형이었고, 시약급 황산망간염을 전해액으로 하여 생성시킨 망간 페라이트에서는 $0.1{\mu}m$, 폐건전지에서 침출한 황산망간염을 전해액으로 하여 생성시킨 망간 페라이트에서는 $0.5{\mu}m$ 범위의 미립자로 생성되었다.

• Journal of the Korean Physical Society
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• 제73권12호
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• pp.1863-1866
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• 2018

The sodium-iron phosphate maricite-$NaFe_{0.9}Mn_{0.1}PO_4$ was synthesized using the ball mill method. The crystal structure and magnetic properties of the prepared materials were studied using X-ray diffraction (XRD), vibrating sample magnetometer (VSM), and $M{\ddot{o}}ssbauer$ spectroscopy. Structural refinement of maricite-$NaFe_{0.9}Mn_{0.1}PO_4$ was analyzed using the FullProf program. From the XRD patterns, the crystal structure of maricite-$NaFe_{0.9}Mn_{0.1}PO_4$ was found to be orthorhombic with the space group Pmnb. The lattice parameters of maricite-$NaFe_{0.9}Mn_{0.1}PO_4$ are as follows: $a_0=6.866{\AA}$, $b_0=8.988{\AA}$, $c_0=5.047{\AA}$, and $V=311.544{\AA}^3$. Maricite-$NaFePO_4$ has an edge-sharing structure that consists of $FeO_6$ octahedral. Under an applied field of 100 Oe, the temperature dependences of zero-field-cooled (ZFC) and field-cooled (FC) curves were measured from 4.2 to 295 K. $M{\ddot{o}}ssbauer$ spectra were also recorded at various temperatures ranging from 4.2 to 295 K. We thus confirmed that the $N{\acute{e}}el$ temperature of $NaFe_{0.9}Mn_{0.1}PO_4$ ($T_N=14K$) was lower than that of maricite-$NaFePO_4$ ($T_N=15K$).

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2007년도 춘계학술대회
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• pp.129-132
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• 2007

Advanced structure of metal-supported solid oxide fuel cells was devised to overcome sealing problem and mechanical instability in ceramic-supported solid oxide fuel cells. STS430 whose dimensions were 26mm diameter, 1mm thickness and 0.4mm channel width was used as metal support. Thin ceramic layer composed of anode(Ni/YSZ) and electrolyte(YSZ) was joined with STS430 metal support by using a cermet adhesive. $La_{0.8}Sr_{0.2}Co_{0.4}Mn_{0.6}O_{3}$ perovskite oxide was used as cathode material. It was noted that oxygen reduction reaction of cathode governed the overall cell performance from oxygen partial pressure dependance.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제16권12호
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• pp.1150-1154
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• 2003

The voltage profile during discharge of the zinc air battery has very flat pattern until reach to end of discharge voltage. But, when zinc air battery is discharged by high current, the discharge voltage and energy becomes low. Therefore, we focused on effects of catalyst size to solve this problems by increasing active sites of oxygen reduction reaction. The size of catalyst was reduced from 27 to l${\mu}{\textrm}{m}$ and we examined average discharge voltage, capacity, energy, resistance and characteristics during GSM pulse discharge of zinc air battery with change of current density. And we also measured porosity of the cathode according to the ASTM. So we have got improvement of average discharge voltage and energy when catalyst was minimized and we have got optimum size of catalyst at 5${\mu}{\textrm}{m}$.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2010년도 춘계학술발표대회
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• pp.37.1-37.1
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• 2010

The multi-component olivine cathode material, $LiMn_{1/3}Fe_{1/3}Co_{1/3}PO_4$, was prepared via a novel coprecipitation method of the mixed transition metal oxalate, $Mn_{1/3}Fe_{1/3}Co_{1/3}(C_2O_4){\cdot}2H_2O$. The stoichiometric ratio and distribution of transition metals in the oxalate, therefore, in the olivine product, was affected sensitively by the environments in the coprecipitation process, while they are the important factors in determining the electrochemical property of electrode materials with multiple transition metals. The effect of the pH, atmosphere, temperature, and aging time was investigated thoroughly with respect to the atomic ratio of transition metals, phase purity, and morphology of the mixed transition metal oxalate. The electrochemical activity of each transition metal in the olivine synthesized through this method clearly was enhanced as indicated in the cyclic voltammetry (CV) and galvanostatic charge/discharge measurement. Three distinctive contributions from Mn, Fe, and Co redox couples were detected reversibly in multiple charge and discharge processes. The first discharge capacity at the C/5 rate was $140.5\;mAh\;g^{-1}$ with good cycle retention. The rate capability test showed that the high capacity still is retained even at the 4C and 6C rates with 102 and $81\;mAh\;g^{-1}$, respectively.