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네자리 Schiff base 금속(II) 착물들에 의한 LiAlCl4/SOCl2 전지의 전기촉매 효과에 대한 연구 (Studies on electrocatalytic effects of LiAlCl4/SOCl2 cell by tetradentate Schiff base metal(II) complexes)

  • 심우종;정병구;나기수;조기형;최용국
    • 공업화학
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    • 제7권3호
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    • pp.416-423
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    • 1996
  • Co(II), Ni(II), Cu(II) 및 Mn(II)의 네자리 Schiff base 전이금속 화합물들이 첨가된 1.5 M $LiAlCl_4/SOCl_2$ 전해질 용액에서 $SOCl_2$에 관한 전기 화학적 환원 반응을 조사하였다. 이들 전이 금속(II) 착물들은 먼저 전극 표면에 흡착된 후 촉매로써 작용하였으며, 각각의 전이 금속(II) 착물들의 촉매 화합물에 대해 $SOCl_2$를 환원시킬 수 있는 최적 조건의 농도를 나타냈다. 촉매가 첨가된 전해질 용액에서 $SOCl_2$의 환원 반응에 대한 환원 전류는 최고 150% 정도 증가하였다. 주사 속도가 증가함에 따라 $SOCl_2$의 환원 전류는 증가하였고 환원 전위는 음 전위 방향으로 이동되었으며, $SOCl_2$의 환원 과정은 확산 지배적인 반응으로 진행되었다.

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네자리 Schiff Base 전이금속(II) 착물들에 의한 SOCl$_2$의 전기화학적 환원 : 촉매 효과 (Electrochemical Reduction of Thionyl Chloride by Tetradentate Schiff Base Transition Metal(II) Complexes : Catalytic Effects)

  • 김우성;최용국;김찬영;조기형;김종순
    • 대한화학회지
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    • 제37권8호
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    • pp.702-710
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    • 1993
  • 이핵성 네자리 schiff base Co(II), Ni(II), Cu(II) alc Fe(II) 착물들을 촉매로 사용하여 몰리브데늄 전극과 유리질 탄소 전극에서 SOCl2의 전기화학적 환원반응을 조사하였다. 이들 전이금속(II) 착물들은 먼저 전극 표면에 흡착된 후 촉매로 작용하였으며, 각각의 전이금속(II) 착물들의 촉매 화합물은 SOCl$_2$ 를 환원시킬 수 있는 최적 조건의 농도를 나타냈다. SOCl$_2$의 환원반응에 대한 촉매 효과는 몰리브데늄 전극에서보다 유리질 탄소전극에서 더 크게 나타났고, 환원 전류는 최고 120% 정도 증가하였다. 주사속도 증가에 따른 SOCl$_2$의 환원 전류는 증가하였고 환원 전위는 음전위쪽으로 이동되었으며, SOCl$_2$의 환원과정은 확산지배적인 반응으로 진행되었다.

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Electrochemical Properties of Acetylene Black/Multi-walled Carbon Nanotube Cathodes for Lithium Thionyl Chloride Batteries at High Discharge Currents

  • Song, Hee-Youb;Jung, Moon-Hyung;Jeong, Soon-Ki
    • Journal of Electrochemical Science and Technology
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    • 제11권4호
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    • pp.430-436
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    • 2020
  • Lithium thionyl chloride (Li/SOCl2) batteries exhibit the highest energy densities seen in commercially available primary batteries because of their high operating voltages and discharge capacities. They are widely used in various extreme environments; however, they show signs of degradation at high discharge currents. The discharge performance of Li/SOCl2 is considered to be greatly dependent on the carbon materials used in the cathode. Therefore, suitable carbon materials must be chosen to improve discharge performances. In this work, we investigated the discharge properties of Li/SOCl2 batteries in which the cathodes contained various ratios of acetylene black (AB) and multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) at high discharge currents. It was confirmed that the MWCNTs were effectively dispersed in the mixed AB/MWCNT cathodes. Moreover, the discharge capacity and operating voltage improved at high discharge currents in these mixed cathodes when compared with pure AB cathodes. It was found that the mesopores present in the cathodes have a strong impact on the discharge capacity, while the macropores present on the cathode surface influence the discharge properties at high discharge rates in Li/SOCl2 batteries. These results indicate that the ratio of mesopores and macropores in the cathode is key to improving the discharge performance of Li/SOCl2 batteries, as is the dispersion of the MWCNTs.

고율 방전용 $Li/SOCl_2$ 전지의 카본 양극 개선에 관한 연구 (Studies on Improved Carbon Cathode Performance in High Rate $Li/SOCl_2$ Cell)

  • 최정자;조성백;박희숙
    • 한국세라믹학회지
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    • 제34권3호
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    • pp.225-232
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    • 1997
  • 고율 방전용 Li/SOCl2전지의 성능은 카본 양극에 의해 크게 영향을 받는다. 전지가 방전되는 동안 SOCl2의 환원은 다공성 카본 양극에서 일어나고 기공내에 방전반응 생성물-주로 LiCl-이 석출된다. 이러한 현상으로 양극 표면이 부동화되어 전지의 성능이 제한된다. 양극이 성능을 향상시키기 위해 양극이 표면밀도와 두께를 각각 변화시켜 양극 반쪽셀 정전류 방전실험(50mA/$\textrm{cm}^2$)을 행하였다. 실험 결과 0.04g/$\textrm{cm}^2$, 두께 1.4mm의 양극이 가장 좋은 특성을 보였다. 표면 밀도가 0.04 g/$\textrm{cm}^2$로 일정하고 두께가 0.8mm, 1.4mm의 양극에서 분극현상은 두께가 두꺼운 1.4mm양극에서 감소하였으며 방전경과시간과 방전용량(Ah/$\textrm{cm}^2$)이 증가하였다. 두 양극에 대한 기공률 측정 결과 두께 1.4mm양극이 두께 0.8mm양극보다 전체 기공부피가 크고 전지성능과 연관되는 mesopore(0.05 $\mu$m~0.5$\mu$m)와 macropore(>0.5$\mu$m)부피가 더 증가하였다. 방전 후 카본 양극의 표면분석 결과 등방결정과 판상구조 집합체 형태의 LiCl과 소량의 S를 확인하였다.

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양극의 밀도 조절을 통한 리튬전지의 초기전압지연 개선 (Improvement on Voltage Delay with Variation on Carbon Cathode Forming Density)

  • 임만규;전순용
    • 전자공학회논문지SC
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    • 제45권6호
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    • pp.60-66
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    • 2008
  • 리튬 전지(Li/SOCl2)는 오랜기간 방치후 부하를 인가하였을 때 순간적으로 전압이 하강하여 정상적인 작동전압을 회복하는데 까지 일정 시간이 경과해야만 하는 단점이 있는데, 이를 리튬전지의 초기전압지연이라 한다. 리튬 전지에서 필연적으로 발생하는 초기전압지연으로 인해 장비를 즉시 사용할 수 없는 단점이 있으므로, 초기전압지연 시간을 단축하는 것은 Li/SOCl2 시스템에서 극복해야 할 근본적인 과제이다. 본 논문에서는 전해액에 첨가제를 투입하거나, 리튬 음극에 PVC를 도포하는 등의 직접적인 방법으로 리튬 표면에 염화리튬 성장을 억제하는 것이 아니라, 양극의 성형밀도를 조절하여 양극 내에서 이온의 이동을 원활하게 유도함으로써, 용액저항을 감소시켜. 초기전압지연을 개선한 연구결과를 수행하였고, 특히 용액의 저항이 증가하는 저온에서 리튬전지의 초기전압지연 감소방안을 실험적 연구를 통해 개선하였다.

SOCl$_2$의 전기화학적 환원 : 금속-거대고리 화합물의 촉매효과 (Electrochemical Reduction of Thionyl Chloride : Catalytic Effects of Metalomacrocyclic Compounds)

  • 김우성;최용국;조기형
    • 대한화학회지
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    • 제37권8호
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    • pp.744-752
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    • 1993
  • 거대고리화합물의 유도체들은 촉매로 사용하여 유리질 탄소전극과 탄소 미소전극에서 SOCl$_2$의 전기화학적 환원반응을 조사하였다. 이들 유도체들은 먼저 전극표면에 흡착된 후 SOCl$_2$를 환원시켰다. 전해질 용액에 전극이 담기는 시간과 촉매들의 농도의 변화는 SOCl$_2$의 환원에 크게 영향을 미쳤다. 유리질 탄소 전극에서 촉매효과에 의한 속도상수는 10배 증가하였고, Power 밀도는 최고 220% 까지 증가하였다. 탄소 미소전극을 사용하여 시간전류법에 의해 얻은 확산계수는 유리질 탄소전극을 사용하여 순환전압전류법에 의해 얻은 결과와 다소 다른 값으로 나타났다.

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