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연소합성법에 의한 결함구조 Li<sub>4</sub>Mn<sub>5</sub>O<sub>12</sub>제조와 하이브리드 커패시터 적용
김훈욱,선양국,이범석,진창수,신경희,Kim, Hun-Uk,Sun, Yang-Kook,Lee, Bum-Suk,Jin, Chang-Soo,Shin, Kyoung-Hee 한국전기화학회 2010 한국전기화학회지 Vol.13 No.2
$LiNO_3$, $Li(CH_3COO){\cdot}2H_2O$ 그리고 $Mn(CH_3COO)_2{\cdot}4H_2O$를 출발물질로 하여 $Li_4Mn_5O_{12}$를 합성 하였으며 합성방법은 연소합성법을 사용하였다. $Li_4Mn_5O_{12}$는 $400^{\circ}C$ 이상의 열처리 온도에서 얻을 수 있었으나 $400^{\circ}C$로 열처리 하였을 때 $Mn_2O_3$가 같이 존재하는 것을 관찰할 수 있었다. $400^{\circ}C$에서 5시간동안 열처리한 $Li_4Mn_5O_{12}$를 3.7~4.4 V의 전압범위에서 1C-rate로 충방전 하였을 때 가장 좋은 첫 번째 방전용량(41.5 mAh/g)을 나타내었다. 이것을 하이브리드 커패시터에 적용하였을 때 100 mA/g의 전류밀도에서 24.74 mAh/g (10.46 mAh/cc)의 방전용량을 나타내었으며 이때의 에너지 밀도는 39 Wh/kg (16.49Wh/cc)으로 우수하였다. $Li_4Mn_5O_{12}$ was synthesized by combustion method using $LiNO_3$, $Li(CH_3COO){\cdot}2H_2O$ and $Mn(CH_3COO)_2{\cdot}4H_2O$. $Li_4Mn_5O_{12}$ was obtained over $400^{\circ}C$, however, the sample calcined at $400^{\circ}C$ for any time was mixed phases of $Li_4Mn_5O_{12}$ and $Mn_2O_3$. $Li_4Mn_5O_{12}$ calcined at $400^{\circ}C$ for 5 h had larger first discharge capacity (41.5mAh/g) at 1C-rate for 3.7~4.4V than other calcined samples. Moreover, applying to hybrid capacitor, it had good discharge capacity (24.74 mAh/g or 10.46 mAh/cc) at 100 mA/g for 1~2.5 V and higher energy density (39Wh/kg or 16.49Wh/cc) at same condition.
아연공기이차전지용 La<sub>1-x</sub>Sr<sub>x</sub>CoO<sub>3</sub> 양극촉매의 제조 및 이를 적용한 양극의 전기화학적 특성연구
엄승욱,선양국,Eom, Seung-Wook,Sun, Yang-Kook 한국전기전자재료학회 2008 전기전자재료학회논문지 Vol.21 No.5
We synthesized nano-sized $La_{1-x}Sr_xCoO_3$ ($x=0.1{\sim}0.4$) cathode catalyst for the zinc air secondary batteries by citrate method, And we measured the cathode's electrochemical characteristics according to content of strontium compose the cathode catalyst. We controlled the pH of precursor solution by 10 in the process of manufacturing the precursor, We heat treated the prepared precursor at various calcination temperature ($500{\sim}900^{\circ}C$), and examined the optimum calcinations temperature by XRD analysis and electrochemical evaluation. We examined the ORR (oxygen reduction reaction) and OER (oxygen evolution reaction) performance of the prepared $La_{1-x}Sr_xCoO_3$ catalyst powder. When we consider ORR and OER performance simultaneously, $La_{0.7}Sr_{0.3}CoO_3$ catalyst has shown the best performance because of its lowest voltage deference between charge and discharge.
스피넬형 양극활물질 LiMn<sub>2</sub>O<sub>4</sub>의 합성방법에 따른 전기화학적 특성 비교
이기수,방현주,선양국,Lee, Ki-Soo,Bang, Hyun-Joo,Sun, Yang-Kook 한국전기화학회 2007 한국전기화학회지 Vol.10 No.1
In order to investigate the effects of particle size and specific surface area(BET area) of spinel powder, $LiMn_2O_4$ were synthesized using metal oxide precursor by co-precipitation method(CoP) and solid state reaction (SSR) .X-ray diffraction(XRD) patterns revealed that the both prepared powder has a well developed spinel structure with Fd3m space group. The $LiMn_2O_4$ prepared by co-precipitation showed spherical morphology with narrow size distribution. However, the $LiMn_2O_4$ prepared by solid state reaction showed relatively smaller particles with irregular shape. The measured BET areas of the powers are $0.8m^2g^{-1}$ (CoP) and $3.6m^2g^{-1}$(SSR). The electrochemical performance of the Prepared $LiMn_2O_4$ powders was evaluated using coin type cells(CR2032) at elevated temperature ($55^{\circ}C$). The $LiMn_2O_4$ prepared by co-precipitation showed the better cycling performance(82.3%capacity retention at $50^{th}$ cycle) than that of the $LiMn_2O_4$(68.3%) prepared by solid state reaction at elevated temperature. 리튬이온전지의 스피넬형 양극활물질 $LiMn_2O_4$의 입자 크기 및 비표면적의 전기화학 특성상의 영향을 고찰하기 위하여 스피넬 물질을 공침법과 고상법에 의해 합성되었다. X-선 회절분석을 통하여 합성된 두 물질 모두 Fd3m space group을 갖는 스피넬 구조가 형성된 것을 확인하였다. 공침법을 사용하여 얻은 물질은 상대적으로 높은 충진 밀도와 균일한 입도 분포를 갖는 구형의 분말이었다. 그러나 고상법을 사용하여 얻은 활물질은 비교적 입자 크기가 작고 넓은 입도분포를 나타내었다. 측정된 두 물질의 비표면적(BET)은 각각 $0.8m^2g^{-1}$(공침법)과 $3.6m^2g^{-1}$(고상법)로 큰 차이를 보였다. 두 물질의 전기화학적 특성을 평가하기 위하여 코인타입(CR2032)전지를 제작하여 고온($55^{\circ}C$)에서 충 방전테스트를 하였다. 공침법으로 합성된 물질의 고온에서 방전용량 유지율은 50사이클 이후 고상법으로 합성된 물질의 68.3% 보다 14% 향상된 82.3%로 향상된 방전용량 유지율을 보였다.