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코발트 산화물 전극의 수퍼커페시터 성질에 미치는 니켈 폼 집전체 효과
윤여일,김광만,고장면,Yoon, Yu-Il,Kim, Kwang-Man,Ko, Jang-Myoun 한국세라믹학회 2008 한국세라믹학회지 Vol.45 No.6
An electrode for supercapacitor using 3-dimensional porous nickel foam as a current collector and cobalt oxide as an active material was prepared and characterized in terms of morphology observation, crystalline property analysis, and the investigation of electrochemical property. The electrode surface showed that the cobalt oxide was homogeneously coated as the crystalline phase of $Co_3O_4$. Cyclic voltammetry for the $Co_3O_4$/nickel foam electrode exhibited higher specific capacitance values (445 F/g at 10 mV/s and 350 F/g at 200 mV/s) and excellent capacitance retention ratio (99% after $10^4$ cycles). It was proved that the nickel foam substrate played the roles in reducing the interfacial resistance with cobalt oxide and in improving the electrode density by embedding greater amount of cobalt oxide within it.
NMP로부터 제조된 Melt-blown흑연섬유의 안정화조건에 따른 미세구조와 전기화학적 특성
김찬,양갑승,고장면,박상희,박호철,김영민,Kim Chan,Yang Kap Seung,Ko Jang Myoun,Park Sang Hee,Park Ho Chul,Kim Young-Min 한국전기화학회 2001 한국전기화학회지 Vol.4 No.3
용융분사법으로 나프탈렌계 메조페이스 피치(mP)를 방사하여 산화안정화 속도를 변화시켜 흑연화 섬유의 모폴러지를 제어하였으며, 흑연화 섬유를 이용하여 Li-ion 이차전지 부극을 제조하여 충$\cdot$방전 거동 및 용량을 측정하였다. 용융분사조건에 따라 제조된 피치섬유의 직경은 $4{\mu}m$로부터 $16{\mu}m$까지 다양하였다 이중에서 직경 $10{\mu}m$인 피치섬유를 선택하여 세가지 승온속도 조건 $2^{\circ}C/min,\;5^{\circ}C/min,\;10^{\circ}/min$에서 산화안정화 후 $1000^{\circ}C$에서 탄소화하여 $2650^{\circ}C$에서 흑연화 한 결과, 섬유 단면이 산화안정화 조건 $2^{\circ}C/min$의 경우는 라디알 구조, $5^{\circ}C/min$의 것은 라디알-랜덤 구조, $10^{\circ}C/min$의 경우는 skin-core 구조를 형성하였고, 승온속도가 큰 경우일수록 이흑연화성이 컷다. 이것은 큰 승온속도에서는 탄소화$\cdot$흑연화 과정에서 섬유표면에서만 산화안정화가 일어나고, 내부에서는 피치분자가 유동성이 커 승온과정에서 고결정성의 흑연구조가 발달한 것으로 추측된다. 따라서 이흑연화성이 큰 $10^{\circ}C/min$에서 산화안정화 한 것이 충전방전 용량이 $2^{\circ}C/min$의 경우에 비해서 1.3배로 약 400mAh/g, 충방전 효율도 $96.8\%$로 가장 우수한 특성을 나타냈다. Naphthalene derived mesophase pitch WP) was spun into short fibers by using melt-blown technology. The pitch fibers oxidative stabilization were carried out heating rates of $2^{\circ}C/min,\;5^{\circ}C/min\;and\; 10^{\circ}/min$. The heating rate was a key factor to maximate the capacity of the Li-ion secondary battery through controlling the morphology of the graphitized fiber. The diameters of the melt-blown fibers prepared were in the range of $4{\mu}m\~16{\mu}m$ with functions of air jet speed, air temperature and the temperature of the nozzle. The graphitized fibers of $10{\mu}m$ diameters showed various morphological structure with heating rate of the stabilization. Radial, radial-random and skin-core cross-sectional structure of the fibers were observed at the respective heating rate of $2^{\circ}C/min\;5^{\circ}C/min\;and\;10^{\circ}C/min$. Most crystalline structure of graphite was obtained from the fiber stabilized at heating rate of $10^{\circ}C/min$ exhibiting the best anode performance with 400 mAh/g of capacitance and $96.8\%$ of charge/discharge efficiency.
유리섬유 cloth가 보강된 겔상의 고분자 필름을 전해질로 이용한 리튬이온 전지의 특성
박호철,김상헌,전종한,고장면,조수익,손헌준,Park Ho Cheol,Kim Sang Hern,Chun Jong Han,Ko Jang Myoun,Jo Soo Ik,Sohn Hun-Joon 한국전기화학회 2000 한국전기화학회지 Vol.3 No.2
Polymeric gel electrolytes based on polyacrylronitile blended with poly(vinylidene fluoride-co-hexafluoro-propylene)(P(VdF-co-HFP), which were reinforced with glass fiber cloth(GFC) to increase the mechanical strength, were prepared for the practical use in secondary battery. Test cell consisting of $LiCoO_2$ as a cathode and mesophase pich-based ca.bon fiber (MCF) as an anode material showed a capacity of 110 mAh/g based on the cathode weight at 0.2C rate at room temperature. Over $80\%$ of initial capacity was retained after 400cycles, indicating that GFC is suitable for a reinforcing material to increase the mechanical strength of gel based electrolytes. 유리섬유(glass fiber cloth, GFC)가 보강된 겔상의 고분자 필름을 전해질로 이용하여 박형 리튬이온 전지를 제조하여 충방전 특성을 조사하였다. 고분자 전해질은 polyacrylronitrile(PAN), poly(vinylidenefluoride-co-hexafluoropropylene)(PVdF), ethylene carbonate(EC), propylene carbonate(PC), diethyl carbonate(DEC), Licla을 혼합하여 제조한 점성 유체를 $38{\mu}m$두께의 GFC에 함침시켜 고분자 겔 상의 필름을 제조하였다. 전지는 $LiCoO_2$와 mesophase pich-based carbon fiber(MCF)를 양극과 음극으로 각각 사용하여 제조하였다. 충방전시험은 0.2C에서 양극질량 기준으로 110mAh/g의 용량을 나타내었으며, 2.9-4.1V영역에서 400 cycle까지 초기용량의 $80\%$이상을 유지하였다. 이러한 결과는 GFC가 기계적 강도가 빈약한 고분자겔의 보강제로서 기계적 물성을 향상시킬 뿐 아니라 고분자 겔의 점탄성에 기인한 creep현상을 억제하여 고분자 겔 필름의 치수를 일정하게 유지시켜주어 전해질의 저항변화를 최소화시키고 전극간의 단락을 효과적으로 방지하는 것으로 추론할 수 있다.