Silicon has been developed as an alternate anode material for lithium secondary batteries. A simple approach to improve the electrical contact of silicon powder has described. Carbon-coated and silver-coated silicon have been prepared by chemical vapor deposition and electroless plating respectively. Assembled cells, which consisted of surface modified silicon, lithium foil and $Li^+$ contained organic electrolyte, have been studied using electrochemical methods. Carbon-coated silicon was improved in the electrochemical performance such as reversibility and resistance compared to surface-unmodified silicon.
As the widespread adoption and proliferation of electric vehicles continue, the secondary battery market is experiencing rapid growth. However, lithium-ion batteries, which constitute a majority of secondary batteries, present high risks of fire and explosion. Solid-state batteries are thus garnering attention as the next-generation batteries since they eliminate fire hazards and significantly reduce the risk of explosions. Against this background, the study aimed to analyze research trends and provide insights by examining 2,927 domestic papers related to solid-state batteries over the past decade (2013-2022). Specifically, we used topic modeling to extract major keywords associated with solid-state batteries research and to explore the network characteristics across major topics. The changes in research on solid-state batteries were analyzed in-depth by calculating topic dominance by year. The findings provide an overview of the emerging trends in domestic solid-state battery research, and might serve as a valuable reference in shaping long-term research directions.
A lithium ion secondary battery using carbon as a negative electrode has been developed. Further improvements to increase the cell capacity are expected by modifying the structure of the carbonaceous material. There are hopes for the development of large capacity lithium ion secondary batteries with long cycle, high energy density, high power density, and high energy efficiency. In the present paper, needle cokes from petroleum were examined as an anode of lithium ion secondary battery. Petroleum cokes, MCL(Molten Caustic Leaching) treated in Korea Institute Energy Research, were carbonized at various temperatures of 0, 500, 700, $19700^{\circ}C$ at heating rate of $2^{\circ}C$/min for lh. The electrolyte was used lM liPF6 EC/DEC (1:1). The voltage range of charge & discharge was 0.0V(0.05V) ~ 2.0V. The treated petroleum coke at $700^{\circ}C$ had an initial capacity over 560mAh.g which beyond the theoretical maximum capacity, 372mAh/g for LiC6. This phenomena suggests that carbon materials with disordered structure had higher cell capacity than that the graphitic carbon materials.
In this paper, safety evaluation method simulating battlefield environment was studied to verify military operability of commercial lithium secondary battery. Based on the MIL-STD-2105D and STANAG standards, safety tests of lithium secondary battery module were conducted, such as bullet impact, fragment impact, fast cook-off and slow cook-off. All results satisfied the safety evaluation criteria, founded on military standard. It suggests that the lithium secondary module has high potential to be applied in a military power source. The safety evaluation methods developed in this paper can be valuable to propose the new military standards for commercial lithium secondary batteries.
Lithium ion Batteries commercially available since the early nineties in Japan are going to be more and more important for portable electronic devices and even EV applications. Today several companies around the world are working hard to join to market for Lithium secondary batteries. Based on the growing interest for commercial use of batteries also the materials have to be reviewed in order to meet large scale production needs. The requirements especially for electrolytes for lithium batteries are extremely high. The solvents and the lithium salts should be of highest purity. So the supply of these chemicals including packaging, transportation and storage but also the handling in production are critical items in this field. Frolic impurities are very critical for LiPF6 based electrolytes. The influence of water is tremendous. But also the other protic impurities like alcoholes are playing an Important role for the electrolyte quality. The reaction of these species with LiPF6 leads to formation of HF which further reacts with cathode materials (spinel) and anode. To understand the role of the protic impurities more clearly the electrolyte was doped with such compounds and was analyzed for protic impurities and HF. These results which directly show the relation between impurities and quality will be presented and discussed. In addition several investigations on different packaging materials as well as methods to analyze and handle the sensititive material will be addressed. These questions which are only partly discussed in literature so far and never been investigated systematically cover some of the key parameters for understanding of the battery chemicals. This investigation and understanding however is of major importance for scientist and engineers in the field of Lithium ion and Lithium polymer batteries.
Jo, Yong-Nam;Im, Dong-Min;Kim, Jae-Jung;Oh, Seung-M.
전기화학회지
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제10권2호
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pp.88-93
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2007
Nano-sized Sn particles were coated with Ni-P layer using an electroless deposition method and their anodic performance was tested for lithium secondary batteries. Uniform coating layers were obtained, of which the thickness was controlled by varying the $Ni^{2+}$ concentration in the plating bath. It was found that the Ni-P layer plays two important roles in improving the anodic performance of Sn powder electrode. First, it prevents the inter-particle aggregation between Sn particles during the charge/discharge process. Second, it provides an electrical conduction pathway to the Sn particles, which allows an electrode fabrication without an addition of conductive carbon. A pseudo-optimized sample showed a good cyclability and high capacity ($>400mAh\;g^{-1}$) even without conductive carbon loading.
The present article is concerned with the overview of the chemically/surface modified cubic spinel $LiMn_2O_4$ as a cathode electrode far lithium ion secondary batteries. Firstly, this article presented a comprehensive survey of the cubic spinel structure and its correlated electrochemical behaviour of $LiMn_2O_4$. Subsequently, the various kinds of the chemically/surface modified $LiMn_2O_4$ and their electrochemical characteristics were discussed in detail. Finally, this article reviewed our recent research works published on the mechanism of lithium transport through the chemically/surface modified $Li_{1-\delta}Mn_2O_4$ electrode from the kinetic view point by the analyses of the experimental potentiostatic current transients and ac-impedance spectra.
Using a galvanostatic charge/discharge cycler and cyclic voltammetry, we investigated for the first time the electrochemical properties of iron-containing minerals, such as chalcophanite, diadochite, schwertmannite, laihuite, and tinticite, as electrode materials for lithium secondary batteries. Lithium insertion into the mineral diadochite showed a first discharge capacity of about 126 mAh/g at an average voltage of 3.0 V vs. $Li/Li^+$, accompanied by a reversible capacity of 110 mAh/g at the 60th cycle. When the cutoff potential was down to 1.25 V, the iron was further reduced, giving rise to a new plateau at 1.3 V. Although the others showed discharge plateaus at low potentials of less than 1.6 V, these results give an important clue for the development of new electrode materials.
리튬계열 전지는 다른 이차전지에 비해 평균전압 및 에너지 밀도가 높으며 가볍고 수명이 긴 장점으로 인해 휴대용 전자기기에 폭넓게 사용되고 있으며, 특히 전기 자동차용으로 높은 수요가 예측되고 있다. 전기 자동차용 리튬 전지의 경우 운행 가능 거리의 정확한 계산이 요구되며, 또한 크랭킹이 불가능한 상태로 방전이 되지 않아야 하므로 충전상태에 대한 정확한 정보는 신뢰성 있는 운전을 위한 필수적인 요소가 된다. 본 논문에서는 AC 임피던스를 이용하여 리튬 폴리머 전지의 충전상태(SOC: State of Charge)를 추정하는 새로운 방법에 관해 제안한다. 제안된 방법에서는 주파수 별로 측정된 임피던스를 등가 임피던스 모델에 커브 피팅하여 파라미터를 추출하고, 추출된 파라미터를 이용하여 충전상태를 추정하였다. 제안된 방법에 의해 추출된 파라미터를 통해 리튬전지의 SOC 추정이 가능함을 증명하였고, 다수의 제조사에서 제작된 비슷한 용량의 리튬 폴리머 전지를 대상으로 한 실험을 통해 제안된 방법의 유용함을 검증하였다.
Journal of Information Technology Applications and Management
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제30권1호
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pp.1-9
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2023
Interest in the future of the battery market is growing as Tesla announces plans to increase production of electric vehicles and to produce batteries. Tesla announced an action plan to reduce battery prices by 56% through 'Battery Day', which included expansion of factories to internalize batteries and improvement of materials and production technology. In the trend of automobile electrification, the expansion of the battery market, which accounts for 40% of the cost of electric vehicles, is inevitable, and the size of the electric vehicle battery market in 2026 is expected to increase more than five times compared to 2016. With the development of materials and process technology, the energy density of electric vehicle batteries is increasing while the price is decreasing. Soon, electric vehicles and internal combustion locomotives are expected to compete on the same line. Recently, the mileage of electric vehicles is approaching that of an internal combustion locomotive due to the installation of high-capacity batteries. In the EV battery market, Korean, Chinese and Japanese companies are fiercely competing. Based on market share in the first half of 2020, LG Chem, CATL, and Panasonic are leading the EV battery supply, and the top 10 companies included 3 Korean companies, 5 Chinese companies, and 2 Japanese companies. All-solid, lithium-sulfur, sodium-ion, and lithium air batteries are being discussed as the next-generation batteries after lithium-ion, among which all-solid-state batteries are the most active. All-solid-state batteries can dramatically improve stability and charging speed by using a solid electrolyte, and are excellent in terms of technology readiness level (TRL) among various technology alternatives. In order to increase the competitiveness of the battery industry in the future, efforts to increase the productivity and economy of electric vehicle batteries are also required along with the development of next-generation battery technology.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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