• 한국재료학회지
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• 제31권11호
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• pp.614-618
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• 2021

As the size of market for electric vehicles and energy storage systems grows, the demand for lithium-ion batteries (LIBs) is increasing. Currently, commercial LIBs are fabricated with liquid electrolytes, which have some safety issues such as low chemical stability, which can cause ignition of fire. As a substitute for liquid electrolytes, solid electrolytes are now being extensively studied. However, solid electrolytes have disadvantages of low ionic conductivity and high resistance at interface between electrode and electrolyte. In this study, Li₇La₃Zr₂O₁₂ (LLZO), one of the best ion conducting materials among oxide based solid electrolytes, is fabricated through RF-sputtering and various electrochemical properties are analyzed. Moreover, the electrochemical properties of LLZO are found to significantly improve with co-sputtered Li₂O. An all-solid thin film battery is fabricated by introducing a thin film solid electrolyte and an Li₄Ti₅O₁₂ (LTO) cathode; resulting electrochemical properties are also analyzed. The LLZO/Li₂O (60W) sample shows a very good performance in ionic conductivity of 7.3×10^-8 S/cm, with improvement in c-rate and stable cycle performance.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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• pp.97-97
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• 2016

Development of advanced Li-ion battery cells with high durability is critical for safe operation, especially in applications to electric vehicles and portable electronic devices. Understanding fundamental mechanism on the formation of a solid-electrolyte interphase (SEI) layer, which plays a substantial role in the electrochemical stability of the Li-ion battery, in a cathode was rarely reported unlike in an anode. Using first-principles density functional theory (DFT) calculations and ab-initio molecular dynamic (AIMD) simulations we demonstrate atomic-level process on the generation of the SEI layer at the interface of a carbonate-based electrolyte and a spinel $LiMn_2O_4$ cathode. To accomplish the object we calculate the energy band alignment between the work function of the cathode and frontier orbitals of the electrolyte. We figure out that a proton abstraction from the carbonate-based electrolyte is a critical step for the initiation of an SEI layer formation. Our results can provide a design concept for stable Li-ion batteries by optimizing electrolytes to form proper SEI layers.

• 한국세라믹학회지
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• 제29권5호
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• pp.377-382
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• 1992

For the development of solid oxide fuel cell the joined interface formation between perovskite oxygen electrode and YSZ solid electrolyte is emphasized in the aspect of reducing the undisirable overpotential. The diffusion couple of LaMnO3 and YSZ was prepared by hot pressing at 130$0^{\circ}C$ in the flow of oxygen gas. The high temperature solid state reaction mechanism between LaMnO3 and YSZ is discussed on the basis of the cation composition profile through EDX analysis. The cation components in perovskite compound diffuse considerably into YSZ, while cations of YSZ diffuse little into perovskite.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2007년도 춘계학술대회
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• pp.231-234
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• 2007

The solid state dye-sensitized saolrc cells (DSSCs) employing polymer electrolytes show high overall energy conversion efficiency as high as 4.5% at 1 sun conditions. The improved efficiency may be primarily due to the enlarged interfacial contact area between the electrolyte and dyes in addition to the increased ionic conductivity, which were done by utilizing liquid oligomers, followed by in situ self-solidification, to form the solid DSSCs "Oligomer Approach". The effect of the charge transfer resistance at the counter electrode side on the effciency has also been investigated.

• 한국세라믹학회지
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• 제43권12호
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• pp.751-757
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• 2006

Recently, a new type of solid oxide fuel cells has been developed employing extremely thin oxide electrolyte. These fuel cells are expected to operate at significantly reduced temperature compared to conventional solid oxide fuel cells. Accordingly, they may resolve the stability and material selection issues of high temperature fuel cells. Furthermore, they may eliminate the limitations of polymer membrane fuel cells whose operation temperature is under $100^{\circ}C$. In this paper, we review the electrolytes for intermediate temperature operation. Then, we discuss the current development of thin film solid oxide fuel cells that possibly operated at low temperatures.

• 전기화학회지
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• 제18권2호
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• pp.45-50
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• 2015

본 연구에서는 리튬 이온 전도성 세라믹 고체전해질($Li_{1+x+y}Al_xTi_{2-x}Si_yP_{3-y}O_{12}$, LATP)의 알칼라인 용액 내에서의 화학적 안정성을 증가시키기 위하여, 고체전해질 표면을 질화 공정 처리를 통해 개질하였다. LATP 고체전해질의 화학적 안정성 및 전기화학 특성과 관련된 고체전해질 표면 형상 및 구조 특성 등을 X-선 회절법, X-선 광전자 분광법, 주사 전자 현미경 및 임피던스 측정을 통하여 분석하였다. 질화 처리된 LATP 시료를 30일간 알칼라인 용액에 담지하여, 표면 처리하지 않은 시료와 비교시 향상된 화학적 안정성을 나타냈으며, 이를 하이브리드 리튬-공기 전지에 적용하여 비교시 개선된 충방전 분극 및 효율 특성을 보였다. 이러한 결과를 바탕으로 질화 처리 공정을 통한 표면 개질은 알칼라인 용액내에서의 세라믹 고체전해질의 화학적 안정성을 증가시키는데 효과적으로 도움이 될 것으로 판단된다.

• 공업화학
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• 제9권4호
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• pp.523-528
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• 1998

본 연구에서는 고체전해질셀 내에서 작업전극으로 사용된 $V_2O_5$의 전기화학적 특성을 알아보기 위해 YSZ를 고체전해질로 사용하여 전기화학셀(1-Butene+$O_2$, $V_2O_5{\mid}YSZ{\mid}Ag$, $O_2$)을 구성하였다. 상대전극인 Ag는 소성에 따라 sintering이 일어나고 $3{\mu}m$ 이상의 기공을 갖는 구조를 얻었다. 작업전극은 소성조건에 따라 부분산화반응에 영향을 주는 (010)면이 발생되었다. $V_2O_5$의 1-부텐에 대한 주요생성물은 부타디엔이었고 SEP (solid electrolyte potentiometry) 기술을 이용하여 작업전극상에 흡착된 화학종의 화학포텐셜을 측정하였다. 가스조성에 따른 개로전위 (OCV; open circuit voltage)를 측정하여 표면 산소종에 혼합전위의 발생을 확인하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제27권1호
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• pp.25-29
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• 2023

폴리실라잔 고체 전해질 층과 은(Ag) 활성 전극의 공정이 멤리스터의 전기적 특성에 미치는 영향을 살펴보았다. 더 높은 온도에서 어닐링된 고체 전해질을 갖는 멤리스터가 더 낮은 온도에서 어닐링된 고체 전해질을 갖는 소자보다 더 높은 set voltage 및 더 나은 메모리 유지 특성을 보였다. 어닐링 온도 증가에 따른 set voltage의 증가 및 메모리 유지 특성의 향상은 각각 고체 전해질 층 내부의 빈 공간의 감소 및 균일도 증가 때문인 것으로 사료된다. 고체 전해질 층을 비교적 높은 온도에서 어닐링 할지라도, 폴리실라잔 용액의 농도가 지나치게 높은 경우에는 멤리스터의 저저항상태가 유지되지 못했다. 마지막으로, 용액공정으로 형성한 Ag 활성 전극을 갖는 멤리스터는 진공공정으로 형성한 Ag 활성 전극을 갖는 소자와 달리 WORM 특성을 갖는 것으로 나타났다. 이러한 WROM 특성은 용액공정 Ag 활성 전극에 존재하는 형태적 결함 때문인 것으로 사료된다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 1998년도 추계학술대회 논문집
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• pp.121-124
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• 1998

The purpose of this study is to research and develop solid polymer electrolyte(SPE) for Li secondary battery. This paper describes temperature dependence of conductivity, impedance spectroscopy, electrochemical properties of PVDF electrolytes as a function of a mixed ratio. Polyvinylidene(PVDF) based polymer electrolyte films were prepared by thermal gellification method of preweighed PVDF, plasticizer and Li salt. The conductivity of PVDF electrolytes was 10$\^$-3/S/cm. 25PVDFPC$\_$10/EC$\_$10/LiClO$_4$ electrolyte shows the better conductivity of the others. 25PVDFPC$\_$10/EC$\_$10/LiClO$_4$electrolyte remains stable up to 4.7V vs. Li/Li$\^$+/. Steady state current method and ac impedance used for the determination of transference numbers in PVDFD electrolyte film. The transference number of 25PVDFPC$\_$10/EC$\_$10/LiClO$_4$electrolyte is 0.58.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 2005년도 추계 총회 및 학술발표회
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• pp.212-214
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• 2005