KCI등재
층상계 산화물 양극의 4.6V 고전압 특성 향상에서의 Sulfone 첨가제의 역할 = Role of Sulfone Additive in Improving 4.6V High-Voltage Cycling Performance of Layered Oxide Battery Cathode
저자
강준섭 (충남대학교 에너지과학기술학과) ; 남경모 (충남대학교 응용화학공학과) ; 황의형 (리켐(주)) ; 권영길 (리켐(주)) ; 송승완 (충남대학교) ; Kang, Joonsup ; Nam, Kyung-Mo ; Hwang, Eui-Hyeong ; Kwon, Young-Gil ; Song, Seung-Wan 연구자관계분석
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2016
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Korean
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KCI등재,ESCI
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Capacity of layered lithium nickel-cobalt-manganese oxide ($LiNi_{1-x-y}Co_xMn_yO_2$) cathode material can increase by raising the charge cut-off voltage above 4.3 V vs. $Li/Li^+$, but it is limited due to anodic instability of conventional electrolyte. We have been screening and evaluating various sulfone-based compounds of dimethyl sulfone (DMS), diethyl sulfone (DES), ethyl methyl sulfone (EMS) as electrolyte additives for high-voltage applications. Here we report improved cycling performance of $LiNi_{0.5}Co_{0.2}Mn_{0.3}O_2$ cathode by the use of dimethyl sulfone (DMS) additive under an aggressive charge condition of 4.6 V, compared to that in conventional electrolyte, and cathode-electrolyte interfacial reaction behavior. The cathode with DMS delivered discharge capacities of $198-173mAhg^{-1}$ over 50 cycles and capacity retention of 84%. Surface analysis results indicate that DMS induces to form a surface protective film at the cathode and inhibit metal-dissolution, which is correlated to improved high-voltage cycling performance.
더보기층상구조 삼성분계 $LiNi_{1-x-y}Co_xMn_yO_2$ 양극활물질을 4.3 V 이상 고전압으로 충전시키면 용량 증가를 기대할 수 있으나 기존 전해액의 산화안정성이 낮아 고전압 성능 구현에 제한이 있다. 본 연구에서는 설폰계 전해액 첨가제인 dimethyl sulfone (DMS), diethyl sulfone (DES), ethyl methyl sulfone (EMS)을 사용하여 $LiNi_{0.5}Co_{0.2}Mn_{0.3}O_2$ 양극의 고전압 특성을 향상시키고자 한다. 본 논문은 다양한 선형 sulfone계 첨가제가 포함된 전해액에서 3.0-4.6 V 전압범위에서 양극의 충방전 특성과 양극-전해액간 계면거동과 표면층 분석에 대한 내용으로 이루어져 있다. 특히 Dimethyl sulfone (DMS) 첨가제 사용시, 50 사이클 중 $198-173mAhg^{-1}$의 방전 용량과 87%의 용량유지율을 보여 기존 전해액 대비 상당히 향상된 충방전 안정성을 보였다. 표면조성 분광분석 결과, DMS 첨가제 사용시 양극에 안정한 표면보호층이 형성되고 금속 용출이 억제되어 고전압 충방전 특성이 향상되었음 알 수 있었다.
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연월일 | 이력구분 | 이력상세 | 등재구분 |
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2027 | 평가예정 | 재인증평가 신청대상 (재인증) | |
2021-01-01 | 평가 | 등재학술지 유지 (재인증) | KCI등재 |
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2008-01-01 | 평가 | 등재학술지 유지 (등재유지) | KCI등재 |
2005-01-01 | 평가 | 등재학술지 선정 (등재후보2차) | KCI등재 |
2004-01-01 | 평가 | 등재후보 1차 PASS (등재후보1차) | KCI후보 |
2003-01-01 | 평가 | 등재후보학술지 선정 (신규평가) | KCI후보 |
기준연도 | WOS-KCI 통합IF(2년) | KCIF(2년) | KCIF(3년) |
---|---|---|---|
2016 | 0.24 | 0.24 | 0.28 |
KCIF(4년) | KCIF(5년) | 중심성지수(3년) | 즉시성지수 |
0.25 | 0.21 | 0.514 | 0.1 |
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