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망간산화물 정극의 합제조성에 따른 전자전도특성 및 집전체와의 접착특성
엄승욱,도칠훈,문성인,Eom Seung-Wook,Doh Chil-Hoon,Moon Seong-In 한국전기화학회 2001 한국전기화학회지 Vol.4 No.1
리튬이온전지용 정극활물질인$LiMn_2O_4$ 정극복합제의 조성을 최적화 하기 위하여 활물질, 도전재, 결합제 등의 비표면적 비율을 인자로 이용하였다. 결합제는 최소한의 양으로 사용되어 도포 후, 그리고 전해액에 함침 되었을 때에도 집전체와의 접착력을 유지할 수 있어야 하며, 이를 위해서는 $130^{\circ}C$의 열압착이 효과적이었다. 결합제의 최소 필요량은 활물질 및 도전재의 표면적에 따라 변하는 값으로, 활물질 및 도전재의 전체표면적에 대한 결합제의 무게비율이 $1.1\%$ 이상일 때 탈리가 일어나지 않았다. 정극의 전자전도도를 증가시킴으로서 eel떠 내부저항을 낮출 수 있었으며, 전자전도도를 0.019mS/cm에서 0.036mS/cm로 증가시킴에 따라 0.2C rate에서의 방전용량에 대한 2C rate에서의 방전용량의 비율을 $76\%$에서 $93\%$로 $17\%$개선할 수 있었다. Composite ratio of $LiMn_2O_4$ in cathode was optimized as function of specific surface area. Binder has to be used as possible as little, and it should maintain adhesive property between cathode composite and current collector even though in electrolytes. For this purpose, We used 'Hot Roll Pressing' method, and it was effective. To prevent separation of cathode composite from current collector, PVDF(Polyvinylidenefluoride) has to be mixed more than $1.1\%$ in weight ratio to sum of surface area of lithium manganese oxide and conducting agents. Specific internal resistance was reduced as by increasing electrical conductivity of cathode. And Ratio of 2C rate discharge capacity to 0.2C rate discharge capacity was increased by $17\%$, as increasing electrical conductivity from 0.019 mS/cm to 0.036 mS/cm.
인산형 연료전지용 다공성 전극의 표면 구조에 관한 고찰
엄승욱 ( Seung-wook Eom ),임형렬 ( Hyung-ryul Rim ),이주성 ( Ju-seong Lee ) 한국공업화학회 1991 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.1991 No.0
Saltier & Ross 등은 백금 입자가 작아질수록 백금촉매의 활성이 증가하는 경향을 보이다가 그 크기가 30A 이하가 되면 촉매 활성이 감소한다고 주장 하였으며 watanabe 등은 백금 입자의 크기가 감소 하면 할 수록 촉매의 활성이 커지므로 백금 입자의 초 미세화가 전극의 성능을 좋게한다고 주장 하였으며, 촉매간의 유효거리에 대해서도 언급한바 있다. 본 연구는 인산형 연로전지에 사용 되는 다공성 전극의 표면 구조와 내부 구조를 개선 함으로써 전국의 성능을 향상 시키고자 하였다. 또한 carbon의 표면적이 변함에 따라 전류밀도의 차이를 고찰 함으로써 표면 구조의 최적 조건을 알아봄과 동시에 기체 확산층의 구조와 전극 성능과의 관계도 검토해보았다
도전재 종류 및 함량에 따른 아연공기전지의 cathode특성연구
김지훈,엄승욱,문성인,윤문수,김주용,육경창,박정후,Kim, Jee-Hoon,Eom, Seung-Wook,Moon, Seong-In,Yun, Mun-Soo,Kim, Ju-Yong,Yug, Gyeong-Chang,Park, Jeong-Hoo 한국전기화학회 2002 한국전기화학회지 Vol.5 No.2
Zinc Air battery obtain their energy density advantage over the other batteries by utilizing ambient oxygen as the cathode materials, and reusing cathode as recycled form. And specific capacity of zinc powder is as high as 820 mAh/g. However, if the pore size in cathode is small then the flow rate of air decreased, and as a result of that discharge voltage of batteries becomes low. We focused on resistance and porosity of cathode. So we studied the effects of conducting agents to zinc air batteries performance, capacity, power density, average discharge voltage, resistance. And we also measured porosity of cathode by the ASTM. So we have got optimum contents of conducting agent. 아연공기전지는 공기중의 산소를 사용하므로 cathode의 재활용이 가능하다는 장점이 있으며 아연의 이론용량이 820(mAh/g)으로 상당히 높다. 그러나, 아연공기전지는 cathodf치 기공이 너무 작으면 외부로부터 유입되는 산소량이 부족하여 전지의 방전전압이 낮아지는 결과를 초래하게 되며 cathode에 포함되어 있는 도전재의 함량에 따라 저항 및 기공율에 많은 변화를 보이고 있다. 이에 본 연구에서는 전지의 용량, 출력특성, 방전전압, DC저항, ASTM에 의한 기공율 측정을 통해 도전재의 종류 및 함량이 아연공기전지에 미치는 영향을 연구하였으며, Super P의 도전재를 $5wt\%$ 첨가하였을 때 가장 우수한 전지특성을 얻을 수 있었다.
PTFE함량에 따른 아연공기전지의 Cathode 특성연구
김지훈,엄승욱,문성인,윤문수,김주용,육경창,박정후,Kim, Jee-Hoon,Eom, Seung-Wook,Moon, Seong-In,Yun, Mun-Soo,Kim, Ju-Yong,Yug, Gyeong-Chang,Park, Jeong-Hoo 한국전기화학회 2003 한국전기화학회지 Vol.6 No.3
아연공기전지는 공기중의 산소를 사용하므로 cathode의 재활용이 가능하다는 장점이 있으며 아연의 이론용량이 820(mAh/g)로 상당히 높다 또한 아연공기전지는 저율방전에서 방전말기까지 아주 평탄한 방전전압을 유지한다. 그러나, 고율방전에서는 방전전압이 낮아지고 에너지가 감소하며 cathode에 포함되어 있는 PTF도의 함량에 따라 저항 및 기공율에 많은 변화를 보이고 있다. 이에 본 연구에서는 전지의 에너지, 방전용량, 방전전압, DC저항, GSM, ASTM에 의한 기공율 측정을 통해 cathode내의 PTFE함량이 아연공기전지에 미치는 영향을 연구하였다. 그 결과 결합제의 함량이 감소할수록 전지의 특성이 향상되었으며 $15wt\%$일 때 가장 우수한 전지특성을 얻을 수 있었다. Zinc Air batteries obtain their energy density by utilizing ambient oxygen as the cathode materials. And specific capacity of zinc powder is as high as 820 mAh/g. When Zinc Air battery discharged at low current, then discharge voltage profile has very flat pattern until reach to end of voltage. But, when Zinc Air battery discharged at high current, then discharge voltage and energy becomes very low. So we focused on resistance and porosity of cathode with contents of PTFE. Wf studied on the effects of PTFE on performance of Zinc Air batteries. So we have got optimum contents of PTFE binder.
김현수,김성일,엄승욱,김우성,Kim Hyun-Soo,Kim Sung-Il,Eom Seung-Wook,Kim Woo-Seong 한국전기전자재료학회 2006 전기전자재료학회논문지 Vol.19 No.1
In this study, the $LiCoO_2/LiNi_{1/3}Mn_{1/3}Co_{1/3}O_2$ mixed cathode electrodes were prepared and their electrochemical performances were measured in a high cut-off voltage. As the content of $LiNi_{1/3}Mn_{1/3}Co_{1/3}O_2$ increased in a mixed cathode, the reversible specific capacity and cycleability of the electrode enhanced, but the rate capability was deteriorated. On the contrary the rate capability of the cathode enhanced, but the reversible specific capacity and cycleability were deteriorated, increasing the content of $LiCoO_2$ in the mixed cathode. The cell of $LiCoO_2/LiNi_{1/3}Mn_{1/3}Co_{1/3}O_2$ ($50:50 wt\%$) mixed cathode delivered a discharge capacity of ca. 168 mAh/g at a 0.2 C rate. The capacity of the cell decreased with the current rate and a useful capacity of ca. 152 mAh/g was obtained at a 2.0 C rate. However, the cell showed very stable cycleability: the discharge capacity of the cell after 20th charge/discharge cycling maintains ca. 163 mAh/g.