• 제목/요약/키워드: cycling process

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금속재 라이너를 갖는 복합재 압력용기의 라이너 압축잔류응력을 고려한 반복수명 예측 방법에 대한 연구 (Cycling life prediction method considering compressive residual stress on liner for the filament-wound composite cylinders with metal liner)

  • 박지상;정상수;정재한
    • Composites Research
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    • 제19권1호
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    • pp.22-28
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    • 2006
  • 금속재 라이너를 갖는 복합재 압력용기는 라이너의 반복 수명 향상을 위해 제조 공정 중 라이너가 압축잔류응력을 갖도록 하는 자긴처리 공정을 적용할 수 있다. 본 연구에서는 자긴처리에 의한 라이너의 압축잔류응력과 이후의 응력 거동을 정확히 예측할 수 있는 유한요소해석 기법을 제시하고, 이러한 해석 결과를 바탕으로 복합재 압력용기의 반복 수명을 예측할 수 있는 방법을 제안한다. 재료 및 기하학적 비선형성을 고려한 3차원 비선형 유한요소해석을 통해 라이너의 응력 거동을 정확히 예측하고, 압력용기의 반복수명을 결정짓는 파라미터로 금속재 라이너의 폰미세스 응력을 도입한다. 라이너 재료에 대한 피로시험과 복합재 압력용기 시제품에 대한 반복시험을 통해 제안된 방법의 타당성과 유효성을 입증한다.

Spherical Silicon/CNT/Carbon Composite Wrapped with Graphene as an Anode Material for Lithium-Ion Batteries

  • Shin, Min-Seon;Choi, Cheon-Kyu;Park, Min-Sik;Lee, Sung-Man
    • Journal of Electrochemical Science and Technology
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    • 제13권1호
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    • pp.159-166
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    • 2022
  • The assembly of the micron-sized Si/CNT/carbon composite wrapped with graphene (SCG composite) is designed and synthesized via a spray drying process. The spherical SCG composite exhibits a high discharge capacity of 1789 mAh g-1 with an initial coulombic efficiency of 84 %. Moreover, the porous architecture of SCG composite is beneficial for enhancing cycling stability and rate capability. In practice, a blended electrode consisting of spherical SCG composite and natural graphite with a reversible capacity of ~500 mAh g-1, shows a stable cycle performance with high cycling efficiencies (> 99.5%) during 100 cycles. These superior electrochemical performance are mainly attributed to the robust design and structural stability of the SCG composite during charge and discharge process. It appears that despite the fracture of micro-sized Si particles during repeated cycling, the electrical contact of Si particles can be maintained within the SCG composite by suppressing the direct contact of Si particles with electrolytes.

고분자 전해질막 연료전지의 활성화를 위한 CV 활성화법 (Application of CV Cycling to the Activation of the Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell)

  • 조기윤;정호영
    • 공업화학
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    • 제23권5호
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    • pp.445-449
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    • 2012
  • 고분자 전해질막 연료전지의 대량 생산을 위하여 막-전극 접합체(MEA) 활성화 방법의 개발이 중요한 현안이다. 현재 개발된 MEA활성화 방법은 시간이 많이 소요됨으로 인해 수소의 사용량 또한 증가하여 연료전지의 상용화에 큰 걸림돌이 되고 있다. 통상적인 활성화 방법은 활성화 원리를 주로 전해질 수화 관점에서 이해하였다. 반면, 본 논문에서 제안된 순환전압전류(cyclic voltammetry, CV) 활성화 방법은 전해질 및 촉매적 관점에서 별도로 분리하여 이해하였다. 따라서 전해질 관점에서는 상대 습도 100%인 가습된 질소를 공급하여 전극 및 막의 전해질을 수화시키는 과정으로 구성되고, 촉매적 관점에서는 CV 사이클을 수행하여 백금 촉매에 흡착되어 있는 불필요한 오염물질, 또는 산화피막을 제거하는 과정으로 수행된다. CV 활성화법은 2.5 h 내에 활성화가 종료되어 활성화 시간을 크게 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라, 수소 사용량도 기존 활성화 방법에 비하여 1/4 이하로 감소시킬 수 있어서 효과적인 연료전지 활성화 방법으로 제안하고자 한다.

리드 온 칩 패키징 기술을 이용하여 조립된 반도체 제품에서 패시베이션 박막의 TC 신뢰성에 영향을 미치는 요인들 (Factors to Influence Thermal-Cycling Reliability of Passivation Layers in Semiconductor Devices Utilizing Lead-on-Chip (LOC) Die Attach Technique)

  • 이성민;이성란
    • 한국재료학회지
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    • 제19권5호
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    • pp.288-292
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    • 2009
  • This article shows various factors that influence the thermal-cycling reliability of semiconductor devices utilizing the lead-on-chip (LOC) die attach technique. This work details how the modification of LOC package design as well as the back-grinding and dicing process of semiconductor wafers affect passivation reliability. This work shows that the design of an adhesion tape rather than a plastic package body can play a more important role in determining the passivation reliability. This is due to the fact that the thermal-expansion coefficient of the tape is larger than that of the plastic package body. Present tests also indicate that the ceramic fillers embedded in the plastic package body for mechanical strengthening are not helpful for the improvement of the passivation reliability. Even though the fillers can reduce the thermal-expansion of the plastic package body, microscopic examinations show that they can cause direct damage to the passivation layer. Furthermore, experimental results also illustrate that sawing-induced chipping resulting from the separation of a semiconductor wafer into individual devices might develop into passivation cracks during thermal-cycling. Thus, the proper design of the adhesion tape and the prevention of the sawing-induced chipping should be considered to enhance the passivation reliability in the semiconductor devices using the LOC die attach technique.

$CaNi_{5}$ 및 MG-$CaNi_{5}$ 전극의 퇴화거동에 미치는 불화처리의 영향 (The Effect of F-treatment on the Degradation Behavior of the $CaNi_{5}$ and MG-$CaNi_{5}$ Electrodes)

  • 이창래;오세진;강성군
    • 한국재료학회지
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    • 제9권6호
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    • pp.622-629
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    • 1999
  • Effects of the fluorination in the $K_2$TiF\ulcorner solution and in-situ KF+ KOH electrolyte on the electrochemical charge-discharge properties of CaNi\ulcorner and the Mg-CaNi\ulcorner electrodes were investigated. In-situ fluorination in the KF+ KOH electrolyte compared with pre-fluorination in the$ K_2$TiF\ulcorner solution could improve the electrochemical cycling durability of CaNi\ulcorner and MG-CaN\ulcorner electrodes. The fluorinated layer on the alloy surface by pre-fluorination to improve the activity and anti-corrosion of the electrodes was dissolved in the pure KOH electrolyte during the cycling. The fluorinated layer was formed continuously on the surface of the electrode by thee2N KF addition in the 6N KOH electrolyte. The excess F\ulcorner ion addition in KOH electrolyte could improve the electrochemical cycling durability of CaNi\ulcorner and Mg-CaNi\ulcorner electrode. But, in case of MG-CaNi\ulcorner electrode, the discharge capacity of the electrode was reduced and the poor cycling property was shown with increasing of the MG process times.

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고온 열순환 공정이 BCB와 PECVD 산화규소막 계면의 본딩 결합력에 미치는 영향에 대한 연구 (A Study on the Effects of High Temperature Thermal Cycling on Bond Strength at the Interface between BCB and PECVD SiO2 Layers)

  • 권용재;석종원
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제46권2호
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    • pp.389-396
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    • 2008
  • 벤조시클로부텐(benzocyclobutene; BCB)과 플라즈마 화학기상증착(PECVD)된 산화규소막이 코팅된 웨이퍼들 사이의 계면에서, 고온 열순환 공정에 의한 잔류응력 및 본딩 결합력의 효과를 4점 굽힙시험법과 웨이퍼 곡률 측정법에 의해 평가하였다. 이를 위해 웨이퍼들은 사전에 확립된 표준 본딩공정에 의거하여 본딩하였으며 이들 웨이퍼에 대한 열순환 공정은 상온으로부터 최대 순환온도 사이에서 수행하였다. 최대 온도 350 및 $400^{\circ}C$에서 수행한 열순환 공정에서, 본딩 결합력은 첫번째 순환공정 동안 크게 증가하는 데, 이는 순환공정 시 발생하는 산화규소막의 축합 반응에 의한 잔류응력 감소 때문인 것으로 분석되었다. 이러한 산화규소막의 잔류응력이 감소함에 따라 BCB와 산화규소막으로 구성된 다층막의 잔류응력에 의해 변형되는 에너지는 상승하였고 따라서 BCB와 산화규소막 사이 다층막의 의 본딩 결합력은 증가하였다.

Effect of Pre-Cycling Rate on the Passivating Ability of Surface Films on Li4Ti5O12 Electrodes

  • Jung, Jiwon;Hah, Hoe Jin;Lee, Tae jin;Lee, Jae Gil;Lee, Jeong Beom;Kim, Jongjung;Soon, Jiyong;Ryu, Ji Heon;Kim, Jae Jeong;Oh, Seung M.
    • Journal of Electrochemical Science and Technology
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    • 제8권1호
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    • pp.15-24
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    • 2017
  • A comparative study was performed on the passivating abilities of surface films generated on lithium titanate (LTO; $Li_4Ti_5O_{12}$) electrodes during pre-cycling at two different rates. The surface film deposited at a faster pre-cycling rate (i.e., 0.5 C) is irregularly shaped and unevenly covers the LTO electrode. Owing to the incomplete coverage of the protective film, this LTO electrode exhibits poor passivating ability. Additional electrolyte decomposition and concomitant film deposition occur during subsequent charge/discharge cycles. As a result of the thick surface film, severe cell polarization occurs and eventually causes cell failure. However, pre-cycling the Li/LTO cell at a slower rate (0.1 C) improves cell polarization and capacity retention; this occurs because the surface film uniformly covers the LTO electrode and provides strong passivation. Accordingly, there is no significant film deposition during subsequent charge/discharge cycling. Additionally, self-discharge is reduced during high-temperature storage.

자전연소합성법을 이용한 리튬이차전지용 양극활물질 LiCoO2의 제조 및 특성 (Synthesis and Characteristics of LiCoO2 Powders Prepared by SHS Process)

  • 류명한;이종현;원창환
    • 한국세라믹학회지
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    • 제41권5호
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    • pp.388-394
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    • 2004
  • 균일하게 혼합된 LiNO$_3$와 Co 금속분말을 알곤 분위기 하에서 SHS 공정으로 리튬이차전지용 양극활물질인 LiCoO$_2$분말을 합성하였다. 여러 가지 반응변수에 따라 제조된 분말의 특성과 전기화학적 특성평가를 수행하였는데, 반응온도 및 속도와 제조된 분말의 입도는 각각 Li/Co 몰비와 시료의 냉각속도 변화로 제어 가능하였다. Li/Co 몰비가 1.05일 때 최대방전용량인 145 mAh/g을 나타냈으며, 10회 충ㆍ방전 실험 후 6.4%의 낮은 용량감소를 갖는 비교적 안정된 cycling 특성을 보였다.

상온 수압반복시험 시 Type 3 복합재용기 내 공기층의 온도변화 (Temperature Variations of Air Pocket in Type-3 Composite Vessel during Ambient Hydraulic Cycling Test)

  • 조성민;김광석;김창종;유근준;이연재;조윤성;류성기
    • 한국기계가공학회지
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    • 제14권5호
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    • pp.120-125
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    • 2015
  • This research aims to increase the reliability and reproducibility of the ambient cycling test by properly making corrections to the test procedure. The vessel (106 L) is initially filled with 70 L of water and horizontally placed on a balance. The pressure range inside the vessel varies from 2.5 to 25.9 MPa at the frequency of 6 cycles per minute. After reviewing the results, there was a temperature difference of approximately $10^{\circ}C$ between the air pocket and the water, and the upper part of the liner faced a repeated temperature change of $40^{\circ}C$. It is possible for the aluminum liner of the composite vessel to be damaged by such a sharp change in temperature. Additionally, as a result, no pass having anything to do with the purpose of the test would occur. Therefore, it is suggested that the air pocket be completely removed.