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노광철 ( Kwang Chul Roh ),조민영 ( Min Young Cho ),이재원 ( Jae Won Lee ),박선민 ( Sun Min Park ),고영옥 ( Young Ok Ko ),이정도 ( Jeong Do Lee ),정광일 ( Kwang Il Chung ),신동현 ( Dong Hyun Shin ) 한국공업화학회 2011 공업화학 Vol.22 No.1
Li/SO2Cl2 전지의 양극활물질은 SO2Cl2인데 이 물질은 전해액의 용매이기도 하다. 이를 일컬어 catholyte (cathode와 electrolyte의 합성어)라 칭하는데 전지의 방전이 진행됨에 따라 소진된다. 따라서 전지 제작 시 투입되는 SO2Cl2의 특성은 전지의 용량을 결정하는 중요 변수이다. 또한, Li/SO2Cl2 전지의 transition minimum voltage (TMV)와 전압지연 편차는 전해액과 리튬의 반응에 의하여 형성된 부동화 막과 관련되는데 이 부동화 막은 전해액 내 불순물(수분 또는 중금속 이온)이 있을 경우 이의 성장이 촉진된다. 따라서 전해액을 정제시키는 기술과 이를 평가하는 방법의 정립은 반드시 필요하다. 본 연구에서는 LiAlCl4/SO2Cl2전해액을 AlCl3와 LiCl을 이용하여 제조하였고 제조된 전해액을 이온전 도도계와 색도계 및 FT-IR을 이용하여 농도와 수분, 금속함량 등을 평가하였다. The cathodic active material of Li/SO2Cl2 battery is SO2Cl2, which is the solvent of an electrolyte. It is referred to as a catholyte, a compound word of cathode and electrolyte. As the battery discharges, the catholyte burns out. And thus, the characteristics of the SO2Cl2 in the battery determine the capacity. In addition, the transition minimum voltage (TMV) and the voltage delay deviation of Li/SO2Cl2 battery are due to the passivation film formed by the reaction between an electrolyte and Li. Impurities in the electrolyte, such as moisture or heavy metal ions, will accelerate the growth of the passivation film. Therefore, a technology must be established to purify an electrolyte and to ensure the effectiveness of the purification method. In this research, LiAlCl4/SO2Cl2 was manufactured using AlCl3 and LiCl. Its concentration, the amount of moisture, and the metal amount were evaluated using an ionic conductivity meter, a colorimeter, and FT-IR.
Li/SO<sub>2</sub>Cl<sub>2</sub> 전지용 전해액의 평가 방법 연구
노광철,조민영,이재원,박선민,고영옥,이정도,정광일,신동현,Roh, Kwang Chul,Cho, Min-Young,Lee, Jae-Won,Park, Sun-Min,Ko, Young-Ok,Lee, Jeong-Do,Chung, Kwang-il,Shin, Dong-Hyun 한국공업화학회 2011 공업화학 Vol.22 No.1
$Li/SO_2Cl_2$ 전지의 양극활물질은 $SO_2Cl_2$인데 이 물질은 전해액의 용매이기도 하다. 이를 일컬어 catholyte (cathode와 electrolyte의 합성어)라 칭하는데 전지의 방전이 진행됨에 따라 소진된다. 따라서 전지 제작 시 투입되는 $SO_2Cl_2$의 특성은 전지의 용량을 결정하는 중요 변수이다. 또한, $Li/SO_2Cl_2$ 전지의 transition minimum voltage (TMV)와 전압지연 편차는 전해액과 리튬의 반응에 의하여 형성된 부동화 막과 관련되는데 이 부동화 막은 전해액 내 불순물(수분 또는 중금속 이온)이 있을 경우 이의 성장이 촉진된다. 따라서 전해액을 정제시키는 기술과 이를 평가하는 방법의 정립은 반드시 필요하다. 본 연구에서는 $LiAlCl_4/SO_2Cl_2$전해액을 $AlCl_3$와 LiCl을 이용하여 제조하였고 제조된 전해액을 이온전도도계와 색도계 및 FT-IR을 이용하여 농도와 수분, 금속함량 등을 평가하였다. The cathodic active material of $Li/SO_2Cl_2$ battery is $SO_2Cl_2$, which is the solvent of an electrolyte. It is referred to as a catholyte, a compound word of cathode and electrolyte. As the battery discharges, the catholyte burns out. And thus, the characteristics of the $SO_2Cl_2$ in the battery determine the capacity. In addition, the transition minimum voltage (TMV) and the voltage delay deviation of $Li/SO_2Cl_2$ battery are due to the passivation film formed by the reaction between an electrolyte and Li. Impurities in the electrolyte, such as moisture or heavy metal ions, will accelerate the growth of the passivation film. Therefore, a technology must be established to purify an electrolyte and to ensure the effectiveness of the purification method. In this research, $LiAlCl_4/SO_2Cl_2$ was manufactured using $AlCl_3$ and LiCl. Its concentration, the amount of moisture, and the metal amount were evaluated using an ionic conductivity meter, a colorimeter, and FT-IR.
단신 : K-Birnessite를 이용한 Li-Mn Spinel 나노입자 합성 및 전기화학적 특성 평가
김준일 ( Jun Il Kim ),이재원 ( Jae Won Lee ),박선민 ( Sun Min Park ),노광철 ( Kwang Chul Roh ),선양국 ( Yang Kook Sun ) 한국공업화학회 2010 공업화학 Vol.21 No.5
본 연구에서는 리튬 2차 전지의 양극물질 중 하나인 Li-Mn spinel (LiMn2O4)을 합성하기 위해 전구체로 K-Birnessite(KxMnO2·yH2O)를 이용하였다. K-Birnessite는 과망간산칼륨[KMnO4]과 우레아[CO(NH2)2]를 사용하여 수열합성법으로 합성하였고, K-Birnessite와 LiOH를 수열 반응시켜 Li-Mn spinel 나노입자를 제조하였다. 리튬함량에 따른 Li-Mn spinel의 구조 및 형상 변화와 전기화학적 특성에 대한 경향성을 알아보기 위해 LiOH와 K-Birnessite의 몰 비를 조절하여 Li-Mn spinel를 합성하였다. 합성된 분말은 X-ray diffraction (XRD), field emission scanning electron microscopy (FE-SEM), energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS), thermogravimetry (TG)를 이용하여 물질의 구조 및 형상을 분석하였고, 정전류법으로 양극재의 용량과 율 특성을 비교 분석하였다. 그 결과 LiOH/K-Birnessite의 몰 비가 0.8일 때 가장 큰 용량(117 mAhg-1)을 나타냈고, 몰 비가 증가할수록 Li-Mn spinel 중 리튬함량이 증가하여 용량은 감소하였으나, 입자 크기는 작아져서 율 특성은 점점 향상되는 경향을 보였다. Li-Mn spinel (LiMn2O4) is prepared by a hydrothermal process with K-Birnessite (KxMnO2·yH2O) as a precursor. The K-Birnessite obtained via a hydrothermal process with potassium permanganate [KMnO4] and urea [CO(NH2)2] as starting materials are converted to Li-Mn spinel nanoparticles reacting with LiOH. The molar ratio of LiOH/K-Birnessite is adjusted in order to find the effect of the ratio on the structural, morphological and electrochemical performances of the Li-Mn spinel. X-ray diffraction (XRD) and field emission scanning electron microscopy (FE-SEM), energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS), and thermogravimetry (TG) are used to investigate the crystal structure and morphology of the samples. Galvanostatic charge and discharge are carried out to measure the capacity and rate capability of the Li-Mn spinel. The capacity shows a maximum value of 117 mAhg-1 when the molar ratio of LiOH/K-Birnessite is 0.8 and decreases with the increase of the ratio. However the rate capability is improved with the increase of the ratio due to the reduction of the particle size.