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Stable cycling behavior of lithium metal anode by controlled 10 um deep surface reliefs
안진혁,조국영 한국공업화학회 2019 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2019 No.1
To meet the demand for the high-energy-density rechargeable batteries, lithium (Li) metal anode, among various electrode materials, is often regarded as the “Holy grail” electrode because of its high theoretical capacity (3860 mA h g<sup>-1</sup>) and the lowest electrochemical potential (-3.040 V vs. standard hydrogen electrode). Nevertheless, there are difficulty in using lithium metal as anode due to intrinsic problems such as unstable solid electrolyte interphase (SEI) and uncontrolled lithium dendrite growth. Various investigations have been conducted to solve these problems, however, there is a lack of fundamental insight into physical and chemical characteristics of Li anode. In this work, we fabricated two different shapes of 10 um deep surface reliefs (continuous and discontinuous type) on lithium metal anode for the understanding of physical characteristics of Li surface in cycling behavior of Li anode.
안진혁,유동익,조국영 한국공업화학회 2017 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2017 No.1
Recently, the high energy and power density LIB is demanded for applications such as electrical vehicles(EVs) and energy storage systems(ESS). LiFePO4 is one of the promising cathode materials for the high performance LIB, because of its high theorithical capacity (170mA h g-1), cycle stability, and low cost. However, it is limited to high power LIB, beacuse of intrinsic electric and ionic conductivity. Many studies have been reported to overcome this porbles by using nanoscale particles, carbon coating, surface coating with organic/inorganic materials on the particle scale for high conductivity. Nevertheless, the resulting decrease in the volumetric capacity and the complexity of the required manufacturing conditions are problematic for a particle-scale coating techniques. Here, we report a facile alternative way to conformal conductive poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) through vapour reaction printing (VRP) on as-prepared electrodes.
Atomic Layer Deposition을 이용한 ZrO2 코팅의 NMC 523 전극의 고전압 구동에 대한 영향
안진혁,장은광,조국영 한국공업화학회 2019 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2019 No.0
전기자동차, ESS 등의 대용량 에너지 저장시스템으로 이용하기 위해 리튬 이온 배터리의 현재 성능은 높은 에너지 밀도, 사이클 수명, 안정성 등에서 개선되어야 한다. 리튬 이온 배터리의 고전압 구동은 에너지 밀도를 향상시키기 위한 방법 중 하나이다. 3성분계인 LiNixMnyCo1-x-yO2 (NMC)는 높은 용량, 율속 특성, 안정적인 사이클 특성의 이점을 가진다. 특히 LiNi0.5Mn0.2Co0.3O2 (NMC 523) 소재는 성공적으로 상업적 적용이 이루어졌다. 하지만, 4.4 V 이상에서의 사이클에 따른 용량 감소 문제는 대용량 배터리 구현에 걸림돌이 된다. 이러한 문제를 극복하기 위해 표면 코팅, 첨가제 도입 등의 연구가 이루어져 왔다. 코팅에 관하여 기존의 습식 화학 증착 코팅은 다공성 전극 표면에 균일한 코팅막을 형성하기 어렵다. 따라서 본 연구에서는 atomic layer deposition을 통해 ZrO2를 박막으로 NMC 523 전극 표면에 코팅함으로써 박막의 균일한 코팅층을 도입하였다. ZrO2 박막 코팅을 통한 4.6V의 고전압에서 NMC 532 전극의 사이클 특성 및 율속 특성에 대한 영향을 평가하였다.