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Poly ( ethylene oxide ) - Li 계 고분자 전해질의 전기화학적 특성 및 물리적 성질
김형선,조병원,윤경석,전해수 ( Hyung Sun Kim,Byung Won Cho,Kyung Suk Yun,Hai Soo Chun ) 한국공업화학회 1996 공업화학 Vol.7 No.3
분자량이 큰 Poly(ethylene oxide)[PEO] 고분자에 LiClO₄, LiCF₃SO₃ 등의 리튬염과 ethylene carbonate(EC), propylene carbonate(PC) 등의 가소제를 고정화시킨 고분자 전해질의 전기화학적 특성 및 물리적 성질을 조사하였다. 가소제가 첨가된 PEO-Li계 고분자 전해질은 상온에서 10^(-4)S/㎝의 이온 전도도를 보였고 4.5 V(vs. Li^+/Li)까지 높은 전기화학적인 안정성을 나타냄으로써 리튬 2차전지에 적용 가능한 것으로 나타났다. 리튬염 및 가소제의 첨가에 따라 PEO의 결정상이 감소되었고 특히 LiClO₄, PC 등이 LiCF₃SO₃, EC 등에 비하여 더 효과적인 것으로 나타났다. 리튬염의 농도가 증가할수록 고분자 전해질의 유리전이온도(T_g)는 증가되었으며 반면에 융점온도(T_m)는 감소하는 것으로 나타났다. 가소제가 첨가된 고분자 전해질은 6℃에서 결정화 되었다. Electrochemical characteristics and physical properties of polymer electrolyte which immobilized lithium salts such as LiClO₄ and LiCF₃SO₃ and plasticizers such as ethylene carbonate(EC) and propylene carbonate(PC) in high molecular weight polyethylene oxide)[PEO] polymer was investigated. PEO-Li based polymer electrolyte with plasticizers showed ionic conductivity of 10^(-4)S/㎝ at room temperature and high electrochemical stability up to 4.5 V(vs, Li^+/Li), so it can be applied to lithium secondary battery. The crystallinity of PEO decreased with the addition of lithium salts and plasticizers, especially LiClO₄ and PC showed more effective than LiCF₃SO₃ and EC. Glass transition temperature(T_g) of polymer electrolyte increased with increasing lithium salt concentration whereas melting temperature(T_m) decreased. Polymer electrolyte with plasticizers crystallized at 6℃.
김형선,조병원,윤경석,전해수 ( Hyung Sun Kim,Byung Won Cho,Kyung Suk Yun,Hai Soo Chun ) 한국공업화학회 1996 공업화학 Vol.7 No.2
Li/V_6O_(13) 전지의 성능과 poly(acrylonitrile)[PAN]계 폴리머 전해질의 전기화학적인 성질을 조사 하였다. 폴리머 전해질의 이온 전도도는 상온에서 2.3×10^(-3)S/㎝를 보였으며 리튬 전극과의 상용성도 우수하였다 또한 4.3V(vs. Li^+/Li)까지의 전기화학적인 안정성이 있는 것으로 나타났다. Li/V_6O_(13) 전지 반응은 V_6O_(13) 전극과 폴리머 전해질간의 계면저항이 지배적 이었다. V_6O_(13)내의 리튬 이온의 확산 계수값은 2.7×10^(-9)∼4.2×10^(-8)㎠/sec로 나타났다. V_6O_(13) 활물질의 이용률은 C/8(50㎂/㎠)에서 95%였으며 C/4(100㎂/㎠)에서는 82%로 각각 나타났다. The performance of Li/V_6O_(13) cell and the electrochemical properties of polymer electrolyte based on poly(acrylonitrile)[PAN] was investigated. The ionic conductivity of polymer electrolyte showed 2.3×10^(-3)S/㎝ and the compatibility with lithium electrode was excellent. Also, it showed the electrochemical stability up to 4.3V(vs. Li^+/Li). The cell reaction of Li/V_6O_(13) was dominated by the interfacial resistance between V_6O_(13) electrode and polymer electrolyte. The diffusion coefficient of lithium ion within V_6O_(13) was 2.7×10^(-9)∼4.2×10^(-8)㎠/sec. The utilization of V_6O_(13) active material was 95% at C/8(50㎂/㎠) and 82% at C/4(100㎂/㎠), respectively.
Li/V<sub>6</sub>O<sub>13</sub> 리튬 폴리머 전지의 성능
김형선,조병원,윤경석,전해수,Kim, Hyung-Sun,Cho, Byung-Won,Yun, Kyung-Suk,Chun, Hai-Soo 한국공업화학회 1996 공업화학 Vol.7 No.2
The performance of The performance of $Li/V_6O_{13}$ cell and the electrochemical properties of polymer electrolyte based on poly(acrylonitrile)[PAN] was investigated. The ionic conductivity of polymer electrolyte showed $2.3{\times}10^{-3}S/cm$ and the compatibility with lithium electrode was excellent. Also, it showed the electrochemical stability up to 4.3V(vs. $Li^+/Li$). The cell reaction of $Li/V_6O_{13}$ was dominated by the interfacial resistance between $V_6O_{13}$ electrode and polymer electrolyte. The diffusion coefficient of lithium ion within $V_6O_{13}$ was $2.7{\times}10^{-9}{\sim}4.2{\times}10^{-8}cm^2/sec$. The utilization of $V_6O_{13}$ active material was 95% at C/8($50{\mu}A/cm^2$) and 82% at C/4($100{\mu}A/cm^2$), respectively. $Li/V_6O_{13}$ 전지의 성능과 poly(acrylonitrile)[PAN]계 폴리머 전해질의 전기화학적인 성질을 조사 하였다. 폴리머 전해질의 이온 전도도는 상온에서 $2.3{\times}10^{-3}S/cm$를 보였으며 리튬 전극과의 상용성도 우수하였다. 또한 4.3V(vs. $Li^+/Li$)까지의 전기화학적인 안정성이 있는 것으로 나타났다. $Li/V_6O_{13}$ 전지 반응은 $V_6O_{13}$ 전극과 폴리머 전해질간의 계면 저항이 지배적 이었다. $V_6O_{13}$내의 리튬 이온의 확산 계수값은 $2.7{\times}10^{-9}{\sim}4.2{\times}10^{-8}cm^2/sec$로 나타났다. $V_6O_{13}$ 활물질의 이용률은 C/8($50{\mu}A/cm^2$)에서 95%였으며 C/4($100{\mu}A/cm^2$)에서는 82%로 각각 나타났다.
김형선,윤경석,조병원 한국화학공학회 1990 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.28 No.3
산소 과전압을 줄이기 위하여 RuO₂, IrO₂, MnO₂를 다공성 티타늄판에 형성시킨 DSA(Dimensionally Stable Anode)를 제조하여 산화물 특성, 양극 분극특성, 전극경시 변화, 아연전착 양상 등을 조사하였다. RuO₂, IrO₂, MnO₂의 결정형태, 표면조성 및 열적 특성을 XRD, ESCA, DTA로 조사하였다. 안정제로 IrO₂를 혼합한 RuO₂-IrO₂/Ti 전극이 전해특성 및 안정성이 우수하게 나타났으며 납전극에 비하여 약 450㎷의 소극성 효과를 기할 수 있었다. DSA(Dimensionally Stable Anode) electrodes for reducing oxygen overvoltage were prepared by forming RuO₂, IrO₂ and MnO₂ on perforated titanium plate and their anodic polarization characteristics, life time of electrodes and surface morphology of zinc electrodeposits were investigated in acid solutions. The crystal structure, surface composition and thermal property of oxides were investigated by XRD, ESCA and DTA. The RuO₂IrO₂/Ti electrode formed by mixing IrO₂ as stabilizer showed good in electrolysis property and stability and the depolarization effect of this electrode was about 450 ㎷ compared with lead electrode.
김형선,윤경석,조병원 한국화학공학회 1988 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.26 No.3
수용액의 전기분해에 있어서 양극에서 일어나는 산소발생반응의 높은 과전압을 줄이기 위한 산화물전극을 제조하였다. 전이금속중 코발트 산화물을 Pb 및 Ti 소지상에 여러 방법으로 형성하여 산소발생 전극으로서의 특성을 조사하였다. 전극 표면의 산화코발트층은 용융염 침적 또는 용액도포 등의 방법으로 질산코발트 용액을 피복시킨 후 공기중 열처리하여 형성하고 TGA, XRD, SEM 등으로 간화층의 형성과정, 표면조성 및 조직을 조사하였다. 전극에 도포된 코발트염은 약 280℃에서 산화코발트로 산화되었으며 소지금속과 처리조건에 따라 산소발생반응에 대해서 다소 차이를 보였으나 피복되지 않은 소지금속 전극보다 약 200∼350mV의 소극성 효과가 나타났다. 소지금속에 따라 산소발생에 대한 소극성 효과가 다소 차이가 나는 것은 열처리 과정중 소지금속과 코발트산화물의 혼합산화물이 형성됨에 기인하는 것으로 해석되며 산화코발트 전극의 산성용액에서의 용해속도는 31.5㎍/㎠·hr으로 나타났다. To reduce oxygen overvoltage, the cobalt oxide film on lead and titanium anodes were prepared by thermal decomposition of Co(NO₃)₂6H₂O and their anodic polarization characteristics were investigated in acid solutions. The characteristics of Co₃O₄ were investigated by TGA, X-ray analysis. The oxidized layer of Pb/Co₃O₄ electrode was analyzed by ESCA and observed by SEM. Pb/Co₃O₄ electrode shows the good anodic characteristics with a relatively low overvoltage for oxygen evolution and the good adhesion of the oxide film with the lead support. Dissolution rate of Pb/Co₃O₄ electrode at 50㎃/㎠ was 31.5㎍/㎠·hr.