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전고체 전지 장기 수명 개선을 위한 NCM/LFP 블랜딩 양극 물질 최적화 연구
송영웅(Youngwoong Song),김민영(Minyoung Kim),허국진(Kookjin Heo),황다희(Dahee Hwang),이종관(Jongkwan Lee),김재국(Jaekook Kim),임진섭(Jinsub Lim) 한국전지학회 2021 한국전지학회지 Vol.1 No.1
본 논문에서 층상구조의 NCM70과 올리빈 구조의 LiFePO4를 다양한 비율로 혼합하여 제조된 블랜딩 양극 물질의 전기화학적 특성을 보고한다. XRD 분석을 통해 블랜딩 양극 물질은 NCM과 LFP 구조가 혼합된 상으로 존재함을 확인하였다. 산화물계 무기 고체 전해질과 고분자 고체 전해질이 결합된 복합 고체전해질을 이용하여 전고체 전지를 제조하여 실험을 진행한 결과, NCM70의 사이클 특성을 LFP와 블랜딩을 통해 향상시킬 수 있다. We report the electrochemical properties of blended cathode materials prepared by mixing layered structure NCM70 and olivine structure LiFePO4 by various ratios. Through XRD analysis, it was confirmed that the blending cathode material exists as a mixed phase of NCM and LFP structures. As results of the systematic experiment by manufacturing an all-solid-state lithium battery (ASLB) using a composite solid electrolyte in which an oxide-based inorganic solid electrolyte and a polymer solid electrolyte were combined, it was possible to improve the deterioration phenomenon occurring during the cycle of NCM70 by blending with LFP.
3차원 카본클로스를 사용한 전고체 리튬-황 전지의 성능 개선
이종관(Jongkwan Lee),허국진(Kookjin Heo),송영웅(Youngwoong Song),황다희(Dahee Hwang),김민영(Minyoung Kim),임진섭(Jinsub Lim) 한국전지학회 2021 한국전지학회지 Vol.1 No.2
전고체 리튬-황 전지는 리튬-황 전지의 단점인 고차 폴리설파이드의 셔틀현상을 억제 할 수 있는 유망한 해결책이다. 또한, 3차원적으로 넓은 표면적과 높은 전도도를 가지는 양극은 리튬-황 전지의 낮은 전도도를 향상시키는데 효과적이다. 본 연구에서 빠른 넓은 표면적과 높은 이온전도도를 바탕으로 빠른 전하전달이 가능한 3차원 카본클로스를 사용하여 양극을 제작하였다. 그 결과, 전고체 리튬-황 전지는 0.1C에서 약 25% 증가한 초기용량과 0.2C에서 10% 증가한 고율 특성을 구현하였다. 이는 carbon cloth를 사용하여 제작한 양극이 전고체 리튬-황 전지의 전기화학적 성능을 개선할 수 있음을 보여주었다. All-solid-state lithium-sulfur batteries is a promising solution to restrict the shuttle effect of longchain polysulfides. In addition, three-dimensionally large-surface area and high conductivity cathode is effective method to improve low conductivity of lithium-sulfur batteries. Herein, we constructed three-dimensional carbon cloth cathode with fast charge transfer through large surface area and high conductivity. As a result, the all-solid-state lithium-sulfur batteries with as-constructed cathode achieved about 25% improved initial capacity at 0.1C and about 10% increased C rate performance at 0.2C, respectively. It showed possible to improve the electrochemical performance of all-solid-state lithium-sulfur batteries with as-constructed cathode.
PEO/LLZO 복합 고체전해질 기반 전고체 전지 실용화를 위한 대면적 시트 제조 기술 개발
류지은(Jieun Ryu),송영웅(Youngwoong Song),이효찬(Hyochan Lee),이정환(Junghwan Lee),노유정(Yoojung Noh),임진섭(Jinsub Lim),김재국(Jaekook Kim),김민영(Minyoung Kim) 한국전지학회 2023 한국전지학회지 Vol.3 No.2
All-solid-state batteries are attracting attention as next-generation secondary batteries for electric vehicles or ESS because they do not pose the risk of explosion or fire. However, most solid electrolytes have limitations in practical use due to the difficulty in expanding them to large areas. In this study, a composite solid electrolyte sheet combining an oxide-based inorganic solid electrolyte and a polymer solid electrolyte was manufactured through a tape casting process. As a result, it was confirmed that the manufactured composite solid electrolyte sheet had an ionic conductivity in the range of 3.33 to 4.45 × 10<SUP>-4</SUP> S/cm and a uniform thickness in the range of 39 to 41㎛. In addition, as a result of manufacturing Li/CSE/LFP cells and evaluating their cycle characteristics, they showed a high capacity retention rate of 82.33% in 50 cycles at 0.33 C and 70℃. Therefore, this study provides a practical strategy for fabricating all-solid-state batteries based on composite solid electrolytes.
전처리 용매를 이용한 Direct Recycling에 따른 폐리튬이온전지 양극 소재 특성 연구
노유정(Yoojung Noh),송영웅(Youngwoong Song),이효찬(Hyochan Lee),이정환(Junghwan Lee),류지은(Jieun Ryu),정영훈(Younghoon Jung),이슬기(Seulgi Lee),김재국(Jaekook Kim),임진섭(Jinsub Lim),김민영(Minyoung Kim) 한국전지학회 2023 한국전지학회지 Vol.3 No.2
As the number of lithium-ion batteries discarded at the end of their lifespan increases, interest in ways to recycle them is increasing. In this paper, an experiment was conducted to recover cathode active materials from spent lithium-ion batteries using solvents as part of direct recycling, and the electrochemical properties of the cathode active materials recovered for each solvent were reported. The experimental results suggest the possibility of recycling the recovered cathode active materials.
Young-Woong Song(송영웅),Jehong Im(임제홍),Min-Young Kim(김민영),Ho-Sung Kim(김호성),Youngsun Hong(홍영선),Byung Hak Park(박병학),Dong Yoon Lee(이동윤),Jae Heon Lee(이재헌),Jaekook Kim(김재국),Jinsub Lim(임진섭) 한국전지학회 2022 한국전지학회지 Vol.2 No.1
최근, 기후변화의 영향으로 재생가능 자원 개발 문제가 큰 주목을 받고 있다. 리튬이온배터리(LIBs)는 화석 연료의 대안으로 제공되어 자동차 산업에서 특히 주목을 받고 있다. 그러나 LIB가 보여주는 배터리 수명과 해당 주행거리에 한계가 있다. LIB 내의 열 관리는 배터리 수명을 결정하는 중요한 요소이다. 본 연구에서는 수동적 열 관리 시스템을 제공하는 상변이 물질(PCM)을 다양한 조건에서 분석하였다. PCM으로 덮인 LIB에서 얻은 결과는 덮지 않은 참조 셀에서 얻은 결과와 비교하였다. PCM은 온도를 조절하여 셀에 의해 나타나는 열화를 감소시킬 수 있는 것으로 나타났다. 따라서 PCM은 LIB 성능의 개선을 촉진할 수 있음을 보여준다. At present, the issue of renewable resource development has attracted significant attention owing to the effects of climate change. Lithium-ion batteries (LIBs) have received particular attention within the automotive industry as they provide a viable fossil fuel alternative. However, the commercialization of electric vehicles is currently limited by the battery life, and corresponding mileage, exhibited by LIBs. Thermal management within the LIB is a significant factor in determining the lifetime of the battery. In this study, a phase change material (PCM), which provides a passive thermal management system, was analyzed under various conditions. The results obtained from the PCM-covered LIB were compared with those obtained from a reference cell without the PCM covering. It was shown that the PCM can regulate the cell temperature, thereby reducing the deterioration exhibited by the cell. This PCM characteristic can, therefore, facilitate an improvement in the LIB performance.