• 전기화학회지
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• 제16권3호
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• pp.177-183
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• 2013

고전압에서도 사용 가능한 바인더 개발에 대한 요구가 증대됨에 따라 이에 적합한 내산화성이 우수한 바인더를 양자화학적 모델링에 기반하여 제안하고자 하였다. 각 고분자 poly(acryl amide)(PAM), poly(methyl acrylate)(PMA), poly(vinylidene fluoride)(PVDF), poly(hexafluropropylene)(PHFP)에 대하여 반경험적 방법(Semi-empirical method) 및 밀도범함수 이론(Density Functional Theory, DFT) 방법을 이용하여 단량체부터 사량체까지의 고분자 바인더에 대한 최고 점유 분자 궤도함수(Highest occupied molecular orbital, HOMO) 에너지와 이온화 에너지(Ionization Potential, IP) 값을 구하여 실험 값과 비교하였다. 밀도범함수 방법으로 해석한 결과, PHFP, PVDF, PMA, PAM 순으로 고분자의 내산화성이 좋은 것으로 시뮬레이션을 통해 예측되었고, 이러한 결과는 선형 훑음 전압-전류법(Linear Sweep Voltametry, LSV)으로부터 얻은 실험값과 일치하였다. 또한 이 결과는 HOMO 오비탈의 구조를 분석하여 내산화성이 좋은 원인을 규명하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제27권4호
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• pp.36-43
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• 2018

폐 니켈-카드뮴 전지의 재활용을 위하여 효율적으로 카드뮴과 니켈을 분리할 수 있도록 이온치환 반응을 이용하여 선택적으로 카드뮴을 분리하였다. 폐 니켈-카드뮴 전지 내의 전극을 분쇄하여 얻은 전극 분말을 황산에 침출시킨 니켈-카드뮴 용액에 황화나트륨을 첨가하여 CdS로 침전시켰다. 다양한 조건에서 이온치환실험을 실시하였으며, 최적조건으로는 상온에서 용액의 pH = -0.1, $Na_2S/Cd=2.3$일 때 용액 내 잔존하는 Cd은 약 100 ppm으로 대부분 CdS로 침전된 결과를 얻을 수 있었다.

• 전기화학회지
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• 제21권4호
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• pp.61-67
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• 2018

새로운 전자 기기들이 등장함에 따라 시판되고 있는 리튬 이온 배터리 (lithium ion battery, LIB)는 다양한 문제에 직면해 있으며, 이와 관련하여 많은 해결 노력들이 시도되어 왔다. 차세대 이차 전지의 개발이라는 관점에서 LIB의 문제들을 해결하기 위해, 우리는 mesoporous carbon based on waste biomass (MCWB) 와 Polypyrrole (PPY) hydrogel과 같은 두 가지 종류의 촉매를 성공적으로 개발하였다. MCWB와 PPY hydrogel 촉매들은 전형적인 H3 타입 BET isotherm을 나타내었으며, 이는 micropore와 mseopore가 존재한다는 증거이다. 특히 PPY hydrogel을 기반으로 하는 해수 전지(seawater battery, SWB)의 경우, galvanostatic charge-discharge 시험에서 voltage efficiency성능은 MCWB를 적용한 battery보다 높았지만 Pt/C를 적용한 battery보다는 낮았다. 더욱 흥미롭게도, PPY hydrogel 기반의 SWB는 20 사이클(480hrs) 동안 우수한 가역적인 충/방전 특성을 나타내었으며, voltage efficiency성능은 70.32%에서 77.35% 범위의 우수한 특성을 나타내었다. 상기 연구 결과는 차세대 이차 전지를 위한 비귀금속 촉매 개발에 기여하는 결과라고 사료된다.

• 한국표면공학회지
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• 제56권1호
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• pp.104-114
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• 2023

Three dimensional (3D) porous structures consisting of Cu@CoO core-shell-type nano-dendrites were synthesized and tested as the anode materials in lithium secondary batteries. For this purpose, first, the 3D porous films comprising Cu@Co core-shell-type nano-dendrites with various thicknesses were fabricated through the electrochemical co-deposition of Cu and Co. Then the Co shells were selectively anodized to form Co hydroxides, which was finally dehydrated to get Cu@CoO nanodendrites. The resulting electrodes exhibited very high reversible specific capacity almost 1.4~2.4 times the theoretical capacity of commercial graphite, and excellent capacity retention (~90%@50^th cycle) as compared with those of the existing transition metal oxides. From the analysis of the cumulative irreversible capacity and morphology change during charge/discharge cycling, it proved that the excellent capacity retention was attributed to the unique structural feature of our core-shell structure where only the thin CoO shell participates in the lithium storage. In addition, our electrodes showed a superb rate performance (70.5%@10.8 C-rate), most likely due to the open porous structure of 3D films, large surface area thanks to the dendritic structure, and fast electron transport through Cu core network.

• 한국레이저가공학회지
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• 제17권3호
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• pp.1-9
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• 2014

In this study, we analyzed fiber laser welding for the pure copper thin plates in a series of secondary lithium-ion batteries; and performed the experiment for the purpose of the preceding study to replace bolt joints method the with the laser welding method. We have changed the peak power of the laser from 5 to 6kW, the pulse duration by 4, 6, 8, and 10ms, the frequency by 10, 12, 16, and 25Hz, and the focal position by -3, 0, and +3. As a result, when the focal position is at +3, the peak power is 5kW, and the pulse duration and the Frequency are 4ms and 25Hz, respectively, we obtain 2.1 and 2.5 times better tensional strengths, respectively, than the highest values of tensional strengths obtained with the focal positions at 0 and -3.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.406-409
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• 2009

In this work, the magnetite ($Fe_3O_4$)/multi-walled carbon nanotubes (MWNTs) composites for lithium secondary battery were prepared. Nano-$Fe_3O_4$ was deposited by chemical coprecipitation of $Fe^{2+}$ and $Fe^{3+}$ in the presence of MWNTs in alkaline solutions. Transmission electron spectroscopy (TEM) and X-ray diffraction (XRD) analyses indicated that nano-$Fe_3O_4$ particles had a good crystallinity of cubic specimens and many tiny particles attached on the surfaces of the MWNTs. The electrochemical properties of $Fe_3O_4$/MWNTs composites as anodes in lithium-secondary batteries were evaluated by cyclic voltammetry and galvanostatic charge/discharge techniques. The as-prepared $Fe_3O_4$/MWNTs composites showed an initial lithium storage capacity of 1120 mAh/g and a reversible capacity of 394 mAh/g after 100 cycles, demonstrating better performance than that of the commercial graphite anode materials.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제23권4호
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• pp.353-363
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• 2012

The relationship between the diffusivity and electrochemical characteristics of lithium secondary battery with the modified Si anode material prepared in HF/$AgNO_3$ solution was investigated. The crystallographic structure and images of the modified porous Si and modified Si/Cu was examined using the X-ray diffraction, BET and SEM. To examine the effect of metal composite and pore size distribution according to chemical etching on the electrochemical characterization, the electrodes for half cells were prepared with the modified Si, modified Si/Cu, and modified Si/Cu annealed with $600^{\circ}C$. Our results showed that the chemical diffusivity of lithium ions was related to structure and resistance of Si/Cu composite anode material. The lithium diffusivity in modified silicon compound calculated from the CV was at the range of $1{\times}10^{-12}$ to $9{\times}10^{-16}cm^2/s$. The effects of modified silicon structure and resistance on the cycling efficiency were significant.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제36권1호
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• pp.42-48
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• 2023

Abstract: In this study, an induction heating system using resonance is developed to remove remaining moisture and contaminations which could be generated during fabricating secondary batteries. This system is composed of power supply and induction coil. Power supply needs an oscillator, zero crossing detection, frequency tracking function, and induction coil needs a dummy coil to obtain a uniform temperature distribution. It is very important to obtain a uniform heating temperature distribution of battery cell case in the induction heating system before pouring electrolyte into battery cell. Experimental results show a temperature distribution deviation of below 1℃ in the external position of battery cell cases. As well, the temperature of battery cell itself shows distribution of 40℃±3℃.

• 자원환경지질
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• 제55권6호
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• pp.661-669
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• 2022

다양한 전자기기의 발전을 통하여 에너지 저장소자의 소형화, 고효율 및 그린에너지화가 요구되며, 이를 위한 유망한 물질로서 그래핀 및 그래핀 하이브리드와 같은 뛰어난 전기화학적 특성을 지니고 있는 나노재료가 각광받고 있다. 특히 전기차산업에서 이차전지의 원가 절감은 관련 산업의 확산을 결정할 수 있는 핵심요소이며, 따라서 배터리 소재 기술에 대한 연구개발 동향을 분석하고 향후 기술발전방향에 대해 대응하는 것이 무엇보다 중요하다. 따라서 본 연구에서는 이차전지용 그래핀 음극소재 기술의 국가/기업별 특허 동향 분석을 수행하고 분석결과에 대한 시사점을 도출하여 향후 음극재 소재 관련 연구개발 활동에 방향성을 제시하고자 하였다. 분석결과, 실제 특허시장 별 특허동향분석에서 보여진 것처럼 음극재 소재 기술의 경우 미국, 유럽 특허시장의 외국인 비중은 대한민국, 일본 특허시장에 비해 높게 나타났으며, 이는 미국, 유럽 시장성이 높음을 의미한다. 또한 일본의 경우, 음극재 소재 기술 분야에서 선도적인 기술로 독과점하고 있기 때문에 일본 국적의 출원인이 일본 특허시장뿐만 아니라 다른 국가에서도 높은 수준의 출원을 보인다. 마지막으로 대한민국, 미국 특허시장에서 연구기관의 비중은 일본, 유럽 특허시장에 비해 높은 수준을 유지하고 있으며 이는 해당국가에서 아직까지 기술의 상업화가 더디게 진행되고 있음을 알 수 있다. 따라서 이차전지 소재의 높은 수입률로 인한 가격경쟁력 하락이라는 단점을 극복하기 위해서라도 국내 연구기관과 기업들은 본 연구에서 분석한 주요국 및 주요 기업의 특허 동향 결과를 자체 소재 개발 및 확보 전략을 수립하는데 사용해야 할 것이다.

• Journal of Power Electronics
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• 제14권1호
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• pp.194-201
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• 2014

To increase the capacity of secondary cells, an appropriate serial composition of the battery modules is essential. The unbalance that may occur due to the series connection in such a serial composition is the main cause for declines in the efficiency and performance of batteries. Various studies have been conducted on the use of a passive or active topology to eliminate the unbalance from the series circuit of battery modules. Most topologies consist of a complex structure in which the Battery Management System (BMS) detects the voltage of each module and establishes the voltage balancing in the independent electrical power converters installed on each module by comparing the module voltage. This study proposes a new magnetic flux sharing type DC/DC converter topology in order to remove voltage unbalances from batteries. The proposed topology is characterized by a design in which all of the DC/DC convertor outputs connected to the modules converge into a single transformer. In this structure, by taking a form in which all of the battery balancing type converters share magnetic flux through a single harmonic wave transformer, all of the converter voltages automatically converge to the same voltage. This paper attempts to analyze the dynamic properties of the proposed circuit by using a Programmable Synthesizer Interface Module (PSIM), which is useful for power electronics analysis, while also attempting to demonstrate the validity of the proposed circuit through experimental results.