• 전기화학회지
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• 제24권4호
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• pp.77-92
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• 2021

전기자동차의 주행거리는 리튬이온전지의 에너지 밀도에 의해 결정된다. 리튬이온전지의 에너지 밀도 향상을 위해서는 단위 질량 당 많은 양의 리튬 이온을 저장할 수 있는 고용량 활물질 소재 개발이 필수적이다. 양극 기술의 급속한 발전은 이론적으로 구현 가능한 최대 용량에 근접한 수준의 가역 용량을 활용할 수 있는 수준에 이르렀다. 반면 음극은 90년대에 도입된 흑연을 현재까지도 주요 활물질로 활용하는데 머무르고 있다. 음극의 용량을 증가시키는 방법으로 고용량-장수명 특성을 지닌 실리콘 산화물 활물질을 음극에 첨가하는 방식이 가장 유력하게 검토되고 있다. 그러나 실리콘 산화물의 낮은 초기 쿨롱 효율은 음극 내 실리콘 산화물의 함량을 15% 이내로 제한하여 음극 용량 증가에 걸림돌이 되고 있다. 이에 따라 실리콘 산화물 등 고용량 음극의 초기 효율을 개선할 수 있는 사전리튬화 기술이 점점 많은 주목을 받고 있다. 본 리뷰논문에서는 사전리튬화 기술의 개념 및 효과에 대해 설명하고 현재까지 개발된 사전리튬화 기술을 반응 방식에 따라 분류하여 소개한다. 특히, 리튬화 반응의 균질성이 높고 대량 양산에 강점을 지닌 용액 기반 화학적 사전리튬화 기술의 최신 개발 동향을 집중적으로 소개하였다. 상용화가 가능한 사전리튬화 기술 개발이 가까운 미래의 차세대 리튬이온전지 음극재 시장의 주도권 확보의 핵심 조건이 될 것으로 기대한다.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제13권1호
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• pp.90-99
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• 2022

Owing to the rising concern of global warming, lithium-ion batteries have gained immense attention over the past few years for the development of highly efficient electrochemical energy conversion and storage systems. In this study, alpha-phase VOPO₄·2H₂O with nanosheet morphology was prepared via a facile hydrothermal method for application in high-performance lithium-ion batteries. The X-ray diffraction and scanning electron microscopy (SEM) analyses indicated that the obtained sample had an alpha-2 (αII) phase, and the nanosheet morphology of the sample was confirmed using SEM. The lithium-ion battery with VOPO₄·2H₂O as the anode exhibited excellent long-term cycle life and a high capacity of 256.7 mAh g^-1 at room temperature. Prelithiation effectively improved the specific capacity of pristine VOPO₄·2H₂O. The underlying electrochemical mechanisms were investigated by carrying out AC impedance, rate capability, and other instrumental analyses.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제13권2호
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• pp.321-321
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• 2022

• Corrosion Science and Technology
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• 제20권1호
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• pp.15-21
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• 2021

Through a simple filtration process, followed by carbonization within a reductive environment, coffee waste grounds can be transformed into a non-porous hard carbon for use in multiple contexts. This resulting coffee-waste carbon has been evaluated as an eco-friendly and cost-effective replacement for conventional graphite. When compared with different types of carbon, our study found that the coffee-waste carbon fell into the category of hard carbon, as verified from the galvanostatic charge/discharge profiles. The coffee-waste carbon showed a superior rate capability when compared to that of graphite, while compromising smaller capacity at low C rates. During electrochemical reactions, it was also found that the coffee-waste carbon is well exposed to electrolytes, and its disordered characteristic is advantageous for ionic transport which leads to the low tortuosity of Li ions. Finally, the high irreversible capacity (low initial Coulombic efficiency) of the coffee-waste carbon, which if also often observed in amorphous carbon, can be adequately resolved through a solution-based prelithiation process, thereby proving that the coffee-waste carbon material is quite suitable for commercial use as an anode material for quickly-chargeable electrodes.