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리튬전지 MnO2 양극의 결정 구조 및 입도 분포가 방전 특성에 미치는 영향
김유미,방부길,민형식,강홍렬 한국화학공학회 1990 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.28 No.6
결정 구조가 다른 몇 가지 종류의 MnO₂에 대하여 Li/MnO₂ 전지의 양극 특성을 시험하였다. 시험에 사용된 MnO₂는 300℃와 450℃에서 열처리한 EMD, 산처리한 EMD, I.C. No.6(International Common Sample) MnO₂, 산처리한 I.C. No.6 MnO₂ 등이었다. 각 시료의 XRD(x-ray diffraction) pattern으로부터 300℃에서 열처리한 EMD는 γ·β-MnO₂이고 그 외의 MnO₂는 β-MnO₂의 결정 구조를 가지고 있음이 확인되었으나, β-MnO₂ 중에서도 EMD를 원재료로 사용한 경우 피크의 폭이 I.C. No.6 MnO₂에 비해 넓었다. 양극 방전 시험결과는 산처리한 EMD의 방전 전압이 높고 고율에서의 방전 효율이 우수함을 보여 주었다. I.C. No.6 MnO₂를 원재료로 사용한 경우 거의 전기화학적 활성이 없는 것으로 나타났으며, 이상과 같은 각 시료의 방전 특성을 결정 구조와 입도 분포, SEM 사진 등의 결과를 이용하여 설명하였다. The effect of different crystal structures of MnO₂ depolarizer on the discharge characteristics of Li/MnO₂ was investigated. Six MnO₂ samples were tested. Among them were: EMD heat treated at 300℃ and 450℃, respectively, acid digested EMD, I.C. No. 6 MnO₂ and acid digested I.C. No. 6 MnO₂. Through x-ray diffraction pattern analysis, it was found that the EMD sample heat treated at 300℃ had crystal structure of γ·β-MnO₂, and the rest of them had all that of β-MnO₂. The XRD patterns for all the samples started from EMD had broader peaks while those for the samples started from I.C. No. 6 sample had sharper and better defined peaks. Test cells made from the EMDs showed higher discharge operating voltage and better utilization of active material than those from I.C. No. 6 MnO₂. It was attempted to explain these results in terms of the crystal structure, particle size distribution, SEM picture as well as other physico-chemical properties of MnO₂ samples.
오상협,강홍렬,방부길,이진복 한국화학공학회 1996 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.34 No.1
고성능 니켈/금속수소화물 전지를 개발하기 위하여 압착식 (press type)과 도포식 (paste type)으로 제조한 금속수소화물 전극의 특성을 시험하였다. 양극으로는 CoO와 Zn(OH)₂를 첨가하여 제조한 고용량 도포식 Ni 전극을 사용하였다. 도포식 금속수소화물 전극을 PTFE로 표면처리하면 전극의 특성이 향상되어 고성능 니켈/금속수소화물 전지의 전극으로 사용할 수 있었다. 4/5A형(φ16.5 ㎜×42.3 ㎜) 니켈/금속수소화물 전지의 방전용량은 1400 mAh 이상이었으며 100% 방전심도에서 500회 이상의 전지 수명을 나타내었다. 전지를 해체하여 분석한 결과 파손원인은 전해액의 불균일한 분포로 인한 부분적인 전해액의 고갈인 것으로 추정된다. Characteristics of metal hydride(MH) electrodes fabricated by pressing and pasting method were examined in the process of developing high performance Ni/MH battery. High capacity paste-type Ni electrode with CoO and Zn(OH)₂ was used as positive electrode. MH electrode with Ni foam grid which was surface treated by PTFE, showed superior performance and it could be used in high performance Ni/MH battery. 4/5A type(φ16.5 ㎜×42.3 ㎜) Ni/MH battery has showed a discharge capacity over 1400 mAh and cycle life over 500 cycles at 100% DOD(depth of discharge). Based on the observation through post-mortem of the failed cells, failure mode in this case was assumed to be local dry out of electrolyte caused by uneven electrolyte distribution as cycle proceeds in the Ni/MH system.
Li/MnO2 전지(CR15400)양극 활물질의 물리 화학적 성질과 전지의 성능 : 1 . 저온 특성에 관하여 1 . Low Temperature Performances
김유미,민형식,방부길,이진복 한국화학공학회 1995 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.33 No.1
Li/MnO₂전지(CR15400) 설계의 최적화를 위한 과정으로 양극 활물질과 전해액에 대하여 시험하였다. 리튬 전지용 이산화망간은 제조 방법에 따라 EMD와 CMD로 대별되고 있기 때문에 EMD와 CMD 중에서 각각 한가지의 시료를 선택하여 시험한 결과 EMD는 실온에서 용량이 우수하였으며, CMD는 저온 고율 방전 조건에서 탁월한 성능을 보였다. 이와 같은 전지 성능의 차이를 이산화망간의 물리·화학적 성질과 관련시켜 설명하였으며, 저온 고율 방전 특성이 우수하면서도 용량을 만족시키는 전지를 제조하기 위하여 EMD와 CMD를 혼합한 양극활물질을 사용한 결과 원하는 성능을 얻을 수 있었다. 전지의 저온 특성 향상의 방법으로 전해액의 리튬염 농도를 변화시켜 보았으며 성능 향상을 확인할 수 있었다. 본 실험에서 제조한 양극을 사용하여 조립한 CR15400 전지는 전자동 카메라의 전원으로 사용할 수 있는 성능을 가지고 있음을 확인하였다. In the process optimization of CR15400 Li/MnO₂ cell the effects of cathode active material and electrolyte have been investigated. A sample each of typical EMD(Electrolytic Manganese Dioxide) and CMD (Chemical Manganese Dioxide) were chosen to be tested. It was found that cells with EMD was superior in the capacity at room temperature, while the one with CMD gave better performance at high rate or low temperature discharge. These results were explained in terms of physicochemical properties of manganese dioxide. Mixtures of EMD and CMD were used in a successful attempt to obtain good rate capability and low temperature characteristics without losing capacity. Far improvement of low temperature performance, the concentration of Li salt in the electrolyte was changed with good result. The CR15400 cells made using the improved cathode prepared in this work met the performance requirement for the power source of all automatic cameras.