[보고서]리튬이차전지용 신규 양극/전해질 및 신규 전지시스템 기초·원천기술 개발

조병원

보고서 정보

주관연구기관

한국과학기술연구원
Korea Institute Of Science and Technology

연구책임자

조병원

참여연구자

이윤성 , 김광범

보고서유형

최종보고서

발행국가

대한민국

언어

한국어

발행년월

2018-12

과제시작연도

2017

주관부처

과학기술정보통신부
Ministry of Science and ICT

등록번호

TRKO202000007012

과제고유번호

1711061159

사업명

기후변화대응기술개발

DB 구축일자

2020-09-12

키워드

신소재 설계.신규 양극 소재 신규.신규 전지시스템.고정밀 분석기술.실시간 분석기술.Novel material design.Novel cathode materials.Novel battery system.Precision analytical methode.In situ analytical method.

표 이차전지 시장전망
표 전지산업의 기술현황
표 NEDO 로드맵
표 전원 공급용 전지를 필요로 하는 다양한 응용분야
표 Mechanochemical Process Appartus Schematics
표 SEM Image of NCM (a) 분쇄 전 (b) 분쇄 후
표 xLi2MnO3⦁(1-x)LiMO2 충방곡선, x= 0.3, 0.5, 0.7, 0.9
$xLi2MnO3⦁(1-x)LiMO2 고온구조변화 X-ray Diffraction Pattern$ 표 xLi2MnO3⦁(1-x)LiMO2 고온구조변화 X-ray Diffraction Pattern
표 xLi2MnO3⦁(1-x)LiMO2 열처리 후 전기화학특성 분석결과
표 (a) LiCoO2 (b) Li2MnO3 (c) Li2MnO3-LiCoO2 나노복합체
표 (a) LiCoO2 (b) Li2MnO3-LiCoO2 밀링 후 (c) Li2MnO3-LiCoO2 열처리 후 나노복합체 충방곡선
표 LiCoO2, Li2MnO3-LiCoO2 밀링 후, 열처리 후 나노복합체 수명특성 및 제일계산법을 통한 LiCoO2, Li2MnO3-LiCoO2 밀링 후, 열처리 후의 Activation Energy 도출
$3-Component 활물질의 X-ray Diffraction Patterns$ 표 3-Component 활물질의 X-ray Diffraction Patterns
표 3-Component 활물질 SEM 분석 열처리 (a)전 (b)후
표 3-Component 활물질 HRTEM 분석결과
표 3-Component 전기화학적 성능 평가
표 3-Component CV 분석결과: 열처리 (a)전 (b)후
표 3-Component 수명특성: (a) 211 (b) 111
표 3-Component C-Rate 특성: (a) 211 (b) 111
표 3-Component In-Situ XRD 분석
표 TEM 분석 (a) Li2MnO3(b) Cr 표면개질 (c) HRTEM
표 Metal Dopant에 따른 Li2MnO3 충방곡선 및 수명특성
표 Core/shell 형태의 nano structure 활물질 합성방법
표 0.5Li2MnO3·0.5LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2의 각 온도에서의 열처리 후 분석한 BF image; (a) 400 °C, (b) 700 °C, (c) 1,000 °C
표 0.5Li2MnO3·0.5LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2의 EDS point 원소별 분석 및 mapping
$합성온도에 따른 xLi2MnO3·(1-x)LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2의 X-ray Diffraction patterns, (a) Li2MnO3, LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2, 400°C, 700°C, 1,000°C에서 열처리된 0.5Li2MnO3·0.5LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2의 XRD patterns, (b) 몰비를 달리하여 1,000도에서 합성된 xLi2MnO3·(1-x)LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 (x=0.3, 0.5, 0.7)의 XRD patterns$ 표 합성온도에 따른 xLi2MnO3·(1-x)LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2의 X-ray Diffraction patterns, (a) Li2MnO3, LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2, 400°C, 700°C, 1,000°C에서 열처리된 0.5Li2MnO3·0.5LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2의 XRD patterns, (b) 몰비를 달리하여 1,000도에서 합성된 xLi2MnO3·(1-x)LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 (x=0.3, 0.5, 0.7)의 XRD patterns
표 온도별, 몰비별에 따른 xLi2MnO3·(1-x)LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2의 첫 번째 충·방전 곡선
표 (a) C-rate에 따른 방전cycle, (b) 0.5Li2MnO3·0.5LiMO2의 cycle (1,000 °C)
표 Time-resolved XRD 분석결과 (a) LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2, (b) 1,000 °C에서 열처리된 0.5Li2MnO3·0.5LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 (4.8 V까지 충전 된 후의 활물질을 분석함)
표 ZrO2로 표면개질된 LiNi1/3Co1/3Ni1/3O2입자의 (a)SEM. (b) TEM, (c) XPS 분석을 통한 Zr3d spectra
표 Zr 농도에 따른 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2의 (a) cycle의 충·방전 voltage curve, (b) rate별 방전 용량
표 LiNi(1-x)/2Co(1-x)/2MnxO2에서 X의 변화에 따른 충·방전 voltage curve (a) LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2, (b) LiNi0.3Co0.3Mn0.4O2, (c) LiNi0.25Co0.25Mn0.5O2
표 ZrO2로 표면 개질된 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2·Li2MnO3를 core/shell구조의 (a) TEM, (b) XRD
표 ZrO2로 표면개질된 Ni0.133Co0.133Mn0.533O2 전구체에 Li가 1.2몰 합성된 Li1.2Ni0.133Co0.133Mn0.533O2의 (a)TEM, (b)XRD
표 Li1+y(Ni(1-x)/2Co(1-x)/2Mnx)1-yO2에서 각 조성별 충·방전 voltage curve
표 삼원계 Ni, Co, Mn 전이금속의 조성에 따른 양극 소재 후보군
표 표면 개질된 신규 NCM 금속산화물의 SEM 및 TEM 관찰
표 XANES로 분석된 NCM 삼원계의 조성에 따른 Ni, Co, Mn 전이금속 산화가 수
표 NCMxxy의 2.5-4.3 V 및 2.5-4.6 V 구간에서의 초기 충·방전 곡선
표 NCMxxy의 2.5-4.3 V 및 2.5-4.6 V 구간에서의 고율특성
표 NCMxxy의 2.5-4.3 V 및 2.5-4.6 V 구간에서의 수명특성 (1C)
표 NCMxxy의 초기 충전 중 (003) peak을 관찰한 In-situ XRD 결과
표 Li(Li0.2Ni0.133+xCo0.133Mn0.533-x)O2의 x = 0일 때, 충전 전압 4.8 V (blue), 4.6 V (skyblue)에 따른 수명 방전곡선 (a) 초기 cycle, 0.1 C, (b) 5번째 cycle, 1 C, (c) 100번째 cycle, 1 C
표 Li(Li0.2Ni0.1Co00.1Mn0.6)O2의 (a) 1st cycle의 충·방전 곡선, (b) C-rate별 방전곡선(25 ℃, 1 C = 200 mAh/g)
표 Li(Li0.2Ni0.133+xCo0.133Mn0.533-x)O2의 (a) x = 0, (b) 0.067의 초기 및 100회 충·방전곡선(1 C) dQ/dV
표 LMR의 XANES (a) LMR (b) x = NB-LMR
표 신규 개발된 NSL-LMR SEM, HR STEM 및 EDS mapping
표 표면개질된 LMR 양극소재의 투과전자현미경 분석
표 신규 LMR 소재 (NSL-LLMO) EELS
표 ‘수 나노미터 지르코늄 함유 혼합전이금속 산화층’을 가진 LMR 입자의 (a) 충전 전, (b) 1회 충전 후, (c) 20회 충·방전 후 에너지 분산 X-선 분광 (STEM-EDS) 분석 결과
표 NSL-LMR 신규 소재의 전기화학적 용량, 수명, 출력 특성
표 신규 LMR 및 NSL-LMR 양극소재의 dQ/dV curve
표 layered-layered core-sell structured nanocomposites
표 layered-layered core-sell structured nanocomposites의 수명특성
표 layered-layered core-sell structured nanocomposites
표 layered-layered core-sell structured nanocomposites의 고율특성
표 NCM811/NSL-LMR nanocomposite의 nanodomain 성분 분석
표 NCM811 및 NCM811/LMR 소재의 4.3-2.5 V구간에서의 충방전 수명특성
표 100회 충방전 후 NCM811 및 NCM811/LMR 전극의 모습
표 다공성 니켈 기반 산화물의 사이클 특성 (좌) 과 고율 방전 특성 (우)
표 MetastrengiteⅠFePO4·2H2O와 650, 700, 750℃에서 열처리된 LiFePO4/C의 XRD 회절 pattern
표 합성된 LiFePO4/C의 격자 상수(lattice parameters)와 unit cell 부피
표 (a) 650℃, (b) 700℃, (c) 750℃에서 열처리된 LiFePO4/C의 SEM image
표 700℃에서 열처리된 LiFePO4/C의 HRTEM image
표 (a) Amorphous FePO4·2H2O로 합성된 LiFePO4/C, (b) α-quartz FePO4로 합성된 LiFePO4/C의 충·방전 곡선
표 MetastrengiteⅠFePO4·2H2O로 합성하여 (a) 650℃, (b) 700℃, (c) 750℃ 에서 열처리된 LiFePO4/C의 C-rate별 충·방전 곡선 및 (d) C-rate별 수명 특성
표 Schematic diagram of the MnOx–carbon black-embedded LiFePO4 (LFP/C-MnOx)
표 SEM images of (a) bare LiFePO4, (b) 0.4 wt.% LFP/C-MnOx and (c) 0.8 wt.% LFP/C-MnOx
표 (a) SEM images of MnOx coated carbon and (b) TEM image of MnOx coated carbon, the corresponding EDS mapping of Mn, O and C element respectively
표 Rate capability of bare LiFePO4 and LFP/C-MnOx at various current densities 및 Cycle life and the corresponding Coulombic efficiency during 100 cycles at rate of 1C
표 Schematic for the topotactic synthesis of tavorite LiFeSO4F using a supercritical methanol method at 300℃ with structurally related szomolnokite (FeSO4·7H2O), starting from commercially available melanterite (FeSO4·7H2O) precursor
표 SEM images of (a),(b) precursors FeSO4·H2O, and (c),(d) tavorite LiFeSO4F synthesized via the supercritical methanol method at 300℃ for 15min in low and high magnifications
표 (a) Galvanostatic charge–discharge curves of tavorite LiFeSO4F synthesized via the supercritical methanol method at 300℃ for 15min(red), 30min(green), and 60min(blue) at the 1st cycle, and (b) the representative rate capability of the material synthesized at 300℃ for 15min. The electrochemical evaluation was carried out at 55℃
표 (좌) XRD of Li2CoPO4F calcined at (a) 650℃, (b) 700℃, (c) 750℃ by slow cooling / (중앙) XRD of Li2CoPO4F calcined at (a) 650℃, (b) 700℃, (c) 750℃ by quenching / (우) XRD of Li2CoPO4F prepared by quenching at 700℃ for (a) 1, (b) 1.5, (c) 2 h
표 SEM images of Li2CoPO4F calcined by quenching at various temperatures
표 Electrochemical performances of Li/Li2CoPO4F cells cycled between 2-5.1 V vs. Li at 0.08 C in room temperature.(a) Initial charge-discharge curves and (b) corresponding cycle performance of the above cells
표 Nyquist plots of de-lithiated cells at 1 C rate after 15 cycles containing Li2CoPO4F prepared at different temperatures. Cyclic voltammogram between 2 and 5.1 V vs. Li with scan rate of 0.5 mV/s for samples synthesized at different temperatures. The dashed lines represent the 5th cycle of the sample prepared at 700℃
표 (좌) XRD patterns of Li2CoPO4F powders calcined at (a) 600, (b) 700 and (c) 800" for 1.5 h / (우) XRD patterns of Li2CoPO4F powders calcined at 700℃ for (a) 1, (b) 1.5, (c) 2 and (d) 2.5 h
표 SEM images of Li2CoPO4F calcined at 700℃ for various duration
표 Electrochemical performances of Li/Li2CoPO4F cells cycled between 2-5.1V vs. Li in room temperature. The samples were calcined at (a) 600℃ , (b) 700℃ and (c) 800℃
표 Electrochemical performances of Li/Li2CoPO4F cells cycled between 2-5.1V vs. Li in room temperature. The samples were calcined at 700℃ for (a) 1 , (b) 1.5 , (c) 2 and (d) 2.5h
표 (a) XRD patterns and (b) SEM images of Li2CoPO4F powders synthesized by different method
표 (a) Cyclic voltammetry, (b) EIS curves, (c) initial charge-discharge curves and (d) cycle performance of Li2CoPO4F powders synthesized by different method
$XRD patterns of Li2Co1-xFexPO4F materials obtained by sol-gel method. Fe contents were (a) 0, (b) 0.03, (c) 0.05, (d) 0.07, (e) 0.1. / 표 2. Lattice parameters of Li2Co1-xFexPO4F materials obtained from XRDA(X-ray diffraction analysis)$ 표 XRD patterns of Li2Co1-xFexPO4F materials obtained by sol-gel method. Fe contents were (a) 0, (b) 0.03, (c) 0.05, (d) 0.07, (e) 0.1. / 표 2. Lattice parameters of Li2Co1-xFexPO4F materials obtained from XRDA(X-ray diffraction analysis)
표 Electrochemical performances of Li2Co1-xFexPO4F cells cycled between 2-5.1 V vs. Li in room temperature. The samples were prepared with different molar ratio of iron (a) 0, (b) 0.03, (c) 0.05, (d) 0.07, (e) 0.1
표 Electrochemical performances of Li2CoPO4F and Li2Co0.95Fe0.05PO4F cathode material
표 (좌) Cyclic voltammetries curves of Li2CoPO4F and Li2Co0.95Fe0.05PO4F cathode material / (우) EIS curves of Li2CoPO4F and Li2Co0.95Fe0.05PO4F cathode material
표 (좌) SEM images of Li2CoPO4F and Li2Co0.95Fe0.05PO4F cathode material, (우) Elemental composition of Li2Co0.95Fe0.05PO4F by EDX
표 Elemental mapping and EDX of Li2Co0.95Fe0.05PO4F sample
표 Thermal analysis of Li2CoPO4F material obtained by sol-gel method
표 (좌) XRD patterns of Li2CoPO4F materials calcined at different temperatures. (a) 600℃, (b) 650℃, (c) 700℃, (d) 750℃ / (우) XRD patterns of Li2CoPO4F materials calcined at different duration. (a) 1, (b) 1.5, (c) 2, (d) 2.5
표 SEM images of Li2CoPO4F materials obtained at different temperatures by sol-gel method. Pre-calcined samples at 400℃ for 10 hrs were recalcined at (a) 600℃, (b) 650℃, (c) 700℃, and (d) 750℃ for 1.5 hrs
표 (좌) Charge/discharge curves of Li2CoPO4F calcined at different temperature. (a) 600℃, (b) 650℃, (c) 700℃, (d) 750℃ / (우) Cycle performance of Li2CoPO4F calcined at different temperature.(a) 600℃, (b) 650℃, (c) 700℃, (d) 750℃
표 (좌) Charge/discharge curves of Li2CoPO4F calcined at different duration. (a) 1, (b) 1.5, (c) 2, (d) 2.5 h / (우) Cycle performance of Li2CoPO4F calcined at different duration. (a) 1, (b) 1.5, (c) 2, (d) 2.5 h
표 XRD patterns of Li2CoPO4F materials added different molar ratio of adipic acid. (a) 0.3, (b) 0.5, (c) 0.7 (d) 1.0 M
표 (좌) SEM images of Li2CoPO4F materials prepared with different molar ratio of adipic acid. (a) 0.3, (b) 0.5, (c) 0.7 and (d) 1 M / (우) TEM image of Li2CoPO4F materials prepared 0.7 molar ratio of adipic acid
표 (좌) Charge/discharge curves of Li2CoPO4F added various molar ratio of adipic acid. (a) 0.3, (b) 0.5, (c) 0.7, (d) 1.0 M / (우) Cycle performance of Li2CoPO4F added various molar ratio of adipic acid, (a) 0.3, (b) 0.5, (c) 0.7, (d) 1.0 M
표 (좌) Cylcle voltammetry curve of Li2CoPO4F pristine. (a) 0.3, (b) 0.7 / (우) EIS curve of pristine and carbon assisted sample. (a) 0.3, (b) 0.7
표 XRD patterns of Li2Co1-xAlxPO4F prepared with different amount of Al (a) 0, (b) 0.01, (c) 0.03 (d) 0.05 (e) 0.07, (f) 0.1
표 Lattice parameters of Li2CoPO4F and Al-doped Li2CoPO4F
표 (좌) Chare/discharge curves of Li2Co1-xAlxPO4F prepared with different amount of Al. (a) 0, (b) 0.01, (c) 0.03 (d) 0.05 (e) 0.07, (f) 0.1. / (우) Cycle performances of Li2Co1-xAlxPO4F prepared with different amount of Al. (a) 0, (b) 0.01, (c) 0.03 (d) 0.05 (e) 0.07, (f) 0.1
표 (좌) Cycle performances of (a) Li2CoPO4F and (b) Al-doped Li2CoPO4F / (우) Rate performances of (a) Li2CoPO4F and (b) Al-doped Li2CoPO4F
표 (좌) Cycle voltammetry curve of (a) 1st cycle (b) 5th cycle of Li2CoPO4F and Al-doped Li2CoPO4F cathode material. / (우) EIS curves of (a) Li2CoPO4F and (b) Al-doped Li2CoPO4F
표 Muhammad Rizwan Saleem, ‘Impact of atomic layer deposition to nanophotonic structures and devices’, frontiers in materials(2014) ALD 코팅 공정 모식도
표 (좌) ALD-Al2O3 coating process. / (우) After 3 cycles ALD-Al2O3
표 (좌) XPS spectra Al 2p of Al2O3 ALD coated Li2CoPO4F prepared with different ALD coating cycles / (우) XPS spectra of F 1s of Al2O3 ALD coated Li2CoPO4F
표 (좌) Initial charge/discharge curves of Li2CoPO4F coated with various amount of ZrO2 / (중앙) Rate performances of Li2CoPO4F coated with various amount of ZrO2 / (우) Cycle performance of Li2CoPO4F coated with various amount of ZrO2
표 EDX and elemental mapping images of Al2O3 ALD coated Li2CoPO4F
표 Electrochemical performances of Li/ALD-Al2O3 coating Li2CoPO4F cells cycled between 2-5.1 V vs. Li at 0.05 C in room temperature. (a) initial charge-discharge curves and (b) Rate performance of Li/ALD-Al2O3 coating Li2CoPO4F cells (c) EIS curves of Li/ALD-Al2O3 coating Li2CoPO4F cells
표 Cyclic voltammogram of Li2CoPO4F and Al2O3 ALD coated Li2CoPO4F cathode material. (a) 1st cycle, (a) 2nd cycle
표 (좌) Initial charge-discharge curves of ALD coated Li2CoPO4F prepared with different materials of ALD / (중앙) Rate performances of ALD coated Li2CoPO4F with different materials of ALD. / (우) EIS curves of ALD coated Li2CoPO4F, Li2CoPO4F prepared with different materials of ALD
표 (좌) Cycle performances of ALD coated Li2CoPO4F prepared with different materials of ALD / (우) Cycle performances of ALD coated Li2CoPO4F prepared with different materials of ALD
표 단일상 Li3V2(PO4)3 합성 모식도
표 마이크로웨이브 및 reflux 방법을 이용하여 합성한 Li3V2(PO4)3 SEM 사진 (urea 계면활성제 이용)
표 마이크로웨이브 (M#2), reflux (R#2)를 이용해 합성한 Li3V2(PO4)3의 충방전 곡선
표 pH 제어에 따라 합성된 Li3V2(PO4)3의 저배율 SEM 사진 ((a) basic ~ (e) acidic) 순차적으로 pH 감소함
표 pH 제어에 따라 합성된 Li3V2(PO4)3의 저배율 SEM 사진 ((a) basic ~ (e) acidic) 순차적으로 pH 감소함
표 pH 제어에 따라 합성된 Li3V2(PO4)3의 XRD patterns
표 Acidic, basic 조건에서 합성된 Li3V2(PO4)3의 XRD patterns
표 Li3V2(PO4)3의 CV 곡선 (a) 3.0~4.3 V, (b) 3.0~4.8 V
표 Li3V2(PO4)3의 (a) 충전 곡선, (b) 방전 곡선
표 Acidic 조건에서 합성된 Li3V2(PO4)3의 고율 충방전 특성
표 Acidic 조건에서 합성된 Li3V2(PO4)3의 수명 특성
표 VOSO4를 Vanadium source로 적용하여 합성된 Li3V2(PO4)3의 EDS 분석 결과
표 VOSO4(V50)와 NH4VO3(V67)를 Vanadium source로 적용하여 합성된 Li3V2(PO4)3의 충방전 곡선
표 V50과 V67의 CV 곡선
표 (a) V67, V68, V69의 XRD pattern 및 (b) 19~31℃ 확대 구간의 XRD pattern
표 (a) V67, (b) V68, (c) V69의 충방전 곡선과 (d) V67, V68, V69의 율특성 (e) V69 수명 특성
표 순차적 흡착법을 이용한 Li3V2(PO4)3/graphene 나노복합소재 합성 모식도
표 (a) graphene oxide (GO), GO-CTAB, GO-CTAB-LiH2PO4 흡착 단계별 FTIR spectrum, (b) GO, CTAB, LiH2PO4 각각의 FTIR spectrum, (c) GO-CTAB, GO-CTAB-LiH2PO4 단계별 FTIR spectrum의 상세 비교 (d) Li3V2(PO4)3/graphene 나노복합소재의 FTIR spectrum
표 순차적 흡착법 이용 합성된 Li3V2(PO4)3/graphene 나노복합소재 XRD 분석 결과
표 순차적 흡착법 이용 합성된 Li3V2(PO4)3/graphene 나노복합소재 SEM 사진
표 순차적 흡착법 이용 합성된 Li3V2(PO4)3/graphene 나노복합소재의 (a) TEM 및 (b) 단면 TEM 사진
표 순차적 흡착법 이용 합성된 Li3V2(PO4)3/graphene 나노복합소재 EDS mapping 분석
표 XPS C1s 분석 결과 ; (a) graphite oxide (b)순차적 흡착법 이용 합성된 Li3V2(PO4)3/graphene 나노복합소재
표 순차적 흡착법 이용 합성된 Li3V2(PO4)3/graphene 나노복합소재의 cyclic voltammogram 곡선 (a) 3.0 – 4.3 V (b) 3.0 – 4.8 V
표 순차적 흡착법 이용 합성된 Li3V2(PO4)3/graphene 나노복합소재의 충방전 곡선
표 순차적 흡착법 이용 합성된 Li3V2(PO4)3/graphene 나노복합소재의 수명특성
표 분무건조법을 이용한 마이크로미터 크기의 구형 Li3V2(PO4)3/N-doped graphene 복합소재 합성 모식도
표 첨가물 농도에 따라 합성된 마이크로 미터 크기의 구형 Li3V2(PO4)3/N-doped graphene 복합소재의 XRD 분석 결과
표 분무건조법을 이용한 마이크로 미터 크기의 구형 Li3V2(PO4)3/N-doped graphene 복합소재 TGA 분석 결과
표 첨가물 농도에 따라 합성된 마이크로 미터 크기의 구형 Li3V2(PO4)3/N-doped graphene 복합소재 SEM 사진
표 1:3 LVP/NrGO 복합소재 TEM 사진
표 1:3 LVP/NrGO 복합소재 HR-TEM 사진
표 분무건조법을 이용한 마이크로 미터 크기의 구형 Li3V2(PO4)3/N-doped graphene 복합소재 EDS mapping 결과
표 분무건조법을 이용한 마이크로 미터 크기의 구형 Li3V2(PO4)3/N-doped graphene 복합소재의 (a) N2 흡/탈착 곡선, (b) pore size 분포도
표 분무건조법을 이용한 마이크로 미터 크기의 구형 Li3V2(PO4)3/N-doped graphene 복합소재 XPS C1s 분석 결과 ; (a) 열처리 전 , (b) 열처리 후
표 첨가물 농도에 따라 합성된 마이크로 미터 크기의 구형 Li3V2(PO4)33/N-doped graphene 복합소재 XPS N1s 분석 결과; (a) 1:1 LVP/NrGO , (b) 1:3 LVP/NrGO, (c) 1:5 LVP/NrGO
표 1:3 LVP/NrGO 복합소재 Raman 분석 결과
표 1:3 LVP/NrGO 복합소재의 cyclic voltammogram 곡선
표 (a) 첨가물 농도에 따라 합성된 마이크로 미터 크기의 구형 Li3V2(PO4)3/N-doped graphene 복합소재의 고율특성, (b) 1:3 LVP/NrGO 복합소재의 충방전 곡선
표 1:3 LVP/NrGO 복합소재의 수명특성
표 Li3V2(PO4)3/CNT/N-doped graphene 구형 복합소재의 XRD 분석 결과
표 Li3V2(PO4)3/CNT/N-doped graphene 구형 복합소재의 TGA 분석 결과
표 Li3V2(PO4)3/CNT/N-doped graphene 구형 복합소재의 SEM 사진
표 Li3V2(PO4)3/CNT/N-doped graphene 구형 복합소재의 TEM 사진
표 Li3V2(PO4)3/CNT/N-doped graphene 구형 복합소재의 EDS mapping 결과
표 Li3V2(PO4)3/CNT/N-doped graphene 구형 복합소재의 XPS C1s 분석 결과 ; (a) 열처리 전 , (b) 열처리 후
표 Li3V2(PO4)3/CNT/N-doped graphene 구형 복합소재의 XPS N1s 분석 결과
표 Li3V2(PO4)3/CNT/N-doped graphene 구형 복합소재의 저전압 (3.0 – 4.3 V) 전기화학 특성 ; (a) cyclic voltammogram, (b) 충방전 곡선
표 Li3V2(PO4)3/CNT/N-doped graphene 구형 복합소재의 고전압 (3.0 – 4.8 V) 전기화학 특성 ; (a) cyclic voltammogram, (b) 충방전 곡선
표 Li3V2(PO4)3/CNT/N-doped graphene 구형 복합소재의 수명특성 (3.0 – 4.8 V)
표 인 함량에 따른 충방전 특성 (위) 과 사이클 특성 (아래)
표 상온 (좌) 및 저온 (우) 에서의 충방전에 따른 임피던스 변화
표 (좌) 계면 저항 변화 분석 결과 (우) 충방전시의 용량 변화 분석
표 상온 (좌) 및 저온 (우) 충방전 임피던스
표 제일원리계산에 의해 예측된 안정한 Li(NixCoyMn1-x-y)O2 양극재 구조
표 Si nano선의 lithiation 반응에 따른 부피팽창 거동에 대한 simulation 결과. Si nano선의 직경은 약 5 nm, 길이는 약 10 nm를 갖고, system의 총원자수는 100,000개 정도를 지님. 여기서 노란색 원자는 Si을, 보라색 원자는 Li을 나타냄
표 Si nano선와 산소분자와의 화학반응에 의한 SiOx nano선 형성 거동에 대한 ReaxFF기반 분자동역학 simulation 결과
표 SiOx nano선의 리튬 충전거동 simulation 결과 및 SiOx nano선의 부피팽창과 리튬함량간의 상관관계
표 Co3O4 전극 내의 (a) 도전재 함량에 따른 수명 특성의 변화, (b) cycle에 따른 누적 비가역 용량의 변화
표 (a) Butler-Volmer 식을 기본으로 하여 제안된 SEI 생성 식을 통해 실험 데이터(symbol) 를 fitting한 결과(line), (b) 이에 따라 결정된 SEI 비저항, 활물질 노출 정도, SEI 생성 속도 상수의 도전재 함량 의존성
표 Li+-EC 화합물의 ring opening 반응 경로에 대한 제일원리 계산결과
표 Si 음극재와 EC 전해액간의 화학반응에 대한 제일원리-분자동역학 simulation 결과
표 Si 및 SiOx 표면에 카보네이트계 전해질의 SEI 형성 거동 (ReaxFF 기반 분자동역학 simulation 결과)
표 SEI 성분의 생성 위치 (ReaxFF 기반 분자동역학 simulation 결과
표 (a) 선형 전위 주사법에 의한 FeP 화합물의 산화전위 결정. (b) 불순물 제거 전(위), 후(아래)의 표면형상 및 조성변화. (c) 불순물 선택적 제거 전, 후의 방전 용량 변화(10D, 40D: 제거 전, 10E, 40E: 제거 후)
표 NCM433 (좌) 과 NCM811 (우) 의 충·방전에 따른 impedance 변화
표 충전 cut-off 전압에 따른 저항 변화. 4.3 V (좌), 4.8 V (우)
표 전해액 내 이온의 이동 및 계면 전하 전달 반응 (좌), 전극 내 리튬 확산 과정 (우) 에 대한 Arrhenius plot
표 리튬 티타늄 산화물 (Li4Ti5O12) 전극의 (a) galvanostatic intermittent titration technique (GITT) 결과 (삽입그림: δ = 0.8 부근 확대 그림(아래), arrhenius plot (위)), (b) 전압 상승 실험 (1.0 → 2.5 V vs. Li/Li+) 시 결정된 chronocoulometric curve, (c) 반경험적 방법으로 결정된 arrhenius plot
표 리튬 인산철(LiFePO4) 전극의 (a) galvanostatic intermittent titration technique (GITT) 결과(삽입그림: δ = 0.2 부근 확대 그림(아래), arrhenius plot (위)), (b) 전압 강하 실험 (4.2 → 2.5 V vs. Li/Li+) 시 결정된 chronocoulometric curve, (c) 반경험적 방법으로 결정된 arrhenius plot
표 (a) 충전 전 Ni계 양극 소재의 산소 K-edge, Co L2,3 edge, Ni L2,3 edge EELS, (b) 90% 충전 후 산소 K-edge, Co L2,3 edge, Ni L2,3 edge EELS. SA aperture 크기에 따라 표면/bulk 정보를 얻음
표 90% 충전된 NCA소재의 particle (a), (c) 전체, (b), (d) 표면에서의 bright field image 및 STEM-HAADF image
표 (a) Half-charged, (b) Over-chraged NCA 양극재료의 온도에 따른 산소 K-edge 변화 및 400℃에서의 BF image
표 충전 깊이에 따른 온도 안정성 변화
표 연구 수행 내용
표 HRPD & Van der Pauw method
표 XPS & EPR
표 Ti K-edge XANES/EXAFS
표 GITT / Battery test
표 Estimated structure
표 (a) TNO 격자구조 (b) TNO, Mo-TNO의 XRD, (c) TNO, Mo-TNO의 SEM
표 TNO와 Mo-TNO의 전기화학적 성능
표 Projected density of states for (a) TNO and (b) Mo-TNO
표 XPS spectra of (a) Ti 2p, (b) Nb 3d, and (c) O 1s of TNO and Mo-TNO. (d) Mo3d spectrum of Mo-TNO
표 (a) TNO, Mo-TNO의 전자전도도, 캐리어농도, 이동도 (b) 리튬이온 확산도
표 PDOS 계산을 통한 전자 구조 변화 관찰
표 Time-resolved XRD+GC 완성도 및 온도 콘트롤러 (0~1,000C)
표 Time-resolved XRD+GC 및 온도 콘트롤러 디자인
표 Time-resolved XRD+GC 및 온도 콘트롤러를 활용한 결정구조 관찰
$Time-resolved X-ray diffraction와 연계된 gas 측정장치(좌) 및 발생gas 분석 결과(우)$ 표 Time-resolved X-ray diffraction와 연계된 gas 측정장치(좌) 및 발생gas 분석 결과(우)
$Time-resolved X-ray diffraction에 추가된 가스측정장치$ 표 Time-resolved X-ray diffraction에 추가된 가스측정장치
표 LMR-B∥Graphite full-cell의 초기 충·방전 및 고율 특성
표 NSL-LMR∥Graphite full-cell의 초기 충·방전 및 고율 특성
표 LCM442∥Graphite full-cell의 초기 충·방전 및 고율 특성
표 LCM333∥Graphite full-cell의 초기 충·방전 및 고율 특성
표 LMR-B∥Graphite full-cell의 수명특성 (coin-type cell)
표 NB-LMR∥Graphite full-cell의 장수명 특성 및 고율 가속 실험 (pouch-type cell)
표 NB-LMR∥Graphite full-cell의 초기 충전 후 발생가스 제거 및 전극 재조립 후 방전 특성
표 NB-LMR∥Graphite full-cell 장수명 특성 및 고율 가속 실험 (발생가스 제거)
표 LCM333∥Graphite full-cell의 초기 충·방전 및 고율 특성
표 NCM333∥Graphite full-cell 장수명 특성 및 고율 가속 실험 (전해액 첨가제)
표 Time-resolved XRD로 분석한 NSL-LMR 소재의 열적 안정성
표 Time-resolved XRD로 분석한 LRM 및 NCM의 열적 안정성
표 LiFePO4∥Graphite full-cell의 율특성 및 충·방전 수명(1 C) 실험
표 LiMn0.8Fe0.2PO4∥Graphite full-cell의 초기 충·방전 및 고율 특성
표 Li2CoPO4F∥Graphite full-cell의 초기 충·방전 및 고율 특성
표 Al2O3 coated Li2CoPO4F∥Graphite full-cell의 초기 충·방전(1.0 C) 및 수명 특성
표 Li3V2(PO4)3∥Graphite full-cell의 초기 충·방전 및 고율 특성
표 Li3V2(PO4)3∥Graphite full-cell의 초기 충·방전(1.0 C) 및 수명 특성
표 신규소재 LiFePO4/C-MnOx/CNT 및 LiFePO4/C 소재의 장수명 특성 (1C)
표 인산염계 산화물 양극의 충전 후 열적안정성 특성 결과
표 표면 개질된 NCM333과 황화물계 고체 전해질과의 전고체 전지의 전기화학적 특성

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