(A) study on CuO conversion cathode based on LiAlCl4·3SO2 electrolyte system for lithium rechargeable batteries
저자
발행사항
Seoul : Sungkyunkwan university, 2021
학위논문사항
Thesis (Ph.D.)-- Sungkyunkwan university : Department of Nano Science and Technology 2021. 8
발행연도
2021
작성언어
영어
주제어
발행국(도시)
서울
형태사항
x, 107 p. : ill., charts ; 30 cm
일반주기명
Adviser: Young-Jun Kim
Includes bibliographical reference
UCI식별코드
I804:11040-000000165643
DOI식별코드
소장기관
Due to the high energy density, long cycle life, and environmental friendliness features, lithium-ion batteries (LIBs) have been widely applied in portable electronic devices and have become a promising power source for electric vehicles. However, numerous safety accidents related to thermal runaways due to battery failures have occurred over the past decade, indicating that the fire hazard of LIBs can no longer be ignored. Among the strategies to improve the thermal stability of the battery system, the use of non-flammable electrolytes is an effective way to prevent battery ignition and explosion. SO2-in-salt electrolyte composed of LiAlCl4·3SO2, as one of the non-flammable inorganic ionic liquids with high conductivity and Li-ion transference number, has attracted increasing attention. This dissertation mainly focuses on a high-energy-density LiAlCl4·3SO2 electrolyte lithium rechargeable battery system based on CuO cathode.
Chapter 2 presents a natural-activable CuO hollow nanocube (HNC) cathode material for dual-ion Li metal batteries using SO2-in-salt electrolyte. Natural activation is achieved via spontaneous chlorination of CuO HNCs into an electrochemically active CuCl2 phase upon immersed in the SO2-in-salt electrolyte. The on-site conversion reactions are proposed with the support of thermodynamic calculations; the phase transformations of active materials are confirmed through X-ray diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and field emission scanning electron microscopy (SEM). As a solution to alleviate the volume expansion after chlorination, the HNC structure of CuO allows the resulting CuCl2 cathode material to deliver a reversible capacity up to 262.2 mAh g-1 (894.2 Wh kgCuO-1) with stable cycle performance over 150 cycles. The Li-CuO battery system presented here demonstrates the feasibility of non-flammable, high-energy-density Li/Cl dual-ion Li metal batteries as a potential alternative to currently used lithium-ion batteries.
Chapter 3 introduces the optimization of CuO cathode for the Li/Cl dual-ion Li metal batteries system with polyacrylonitrile (PAN). The multi-yolk-shell (MYS) CuO has been fabricated and used as the active material for the CuO cathode. The oxidative cyclization of PAN at different temperatures has been investigated through Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), Differential scanning calorimetry (DSC), and XPS. The effect of cyclized PAN on electrode performance has been studied by experiments on Cu ion adsorption and active material loss as well as electrochemical tests. The extent of cyclization increases with temperature leading to an increase in electrical conductivity owing to the formation of N-doped delocalized C-ring in cyclized-PAN. This oxidative process also leads to the formation of O-containing functional groups, which facilitates the transfer of Li ions and adsorbs Cu ions to slow the capacity decay. The MYS-CuO electrode with 280℃ cyclized-PAN achieves a significantly enhanced initial energy density of 1074.0 Wh kg-1 and maintains 866.2 Wh kg-1 at the 250th cycle with a retention rate of 80.7%. A unique flower-like morphology with a blooming-fading evolution during discharge and charge has been observed in the electrode with 280 ℃ cyclized-PAN, which is also related to the effect of cyclized PAN.
서지정보 내보내기(Export)
닫기소장기관 정보
닫기권호소장정보
닫기오류접수
닫기오류 접수 확인
닫기음성서비스 신청
닫기음성서비스 신청 확인
닫기이용약관
닫기학술연구정보서비스 이용약관 (2017년 1월 1일 ~ 현재 적용)
학술연구정보서비스(이하 RISS)는 정보주체의 자유와 권리 보호를 위해 「개인정보 보호법」 및 관계 법령이 정한 바를 준수하여, 적법하게 개인정보를 처리하고 안전하게 관리하고 있습니다. 이에 「개인정보 보호법」 제30조에 따라 정보주체에게 개인정보 처리에 관한 절차 및 기준을 안내하고, 이와 관련한 고충을 신속하고 원활하게 처리할 수 있도록 하기 위하여 다음과 같이 개인정보 처리방침을 수립·공개합니다.
주요 개인정보 처리 표시(라벨링)
목 차
3년
또는 회원탈퇴시까지5년
(「전자상거래 등에서의 소비자보호에 관한3년
(「전자상거래 등에서의 소비자보호에 관한2년
이상(개인정보보호위원회 : 개인정보의 안전성 확보조치 기준)개인정보파일의 명칭 | 운영근거 / 처리목적 | 개인정보파일에 기록되는 개인정보의 항목 | 보유기간 | |
---|---|---|---|---|
학술연구정보서비스 이용자 가입정보 파일 | 한국교육학술정보원법 | 필수 | ID, 비밀번호, 성명, 생년월일, 신분(직업구분), 이메일, 소속분야, 웹진메일 수신동의 여부 | 3년 또는 탈퇴시 |
선택 | 소속기관명, 소속도서관명, 학과/부서명, 학번/직원번호, 휴대전화, 주소 |
구분 | 담당자 | 연락처 |
---|---|---|
KERIS 개인정보 보호책임자 | 정보보호본부 김태우 | - 이메일 : lsy@keris.or.kr - 전화번호 : 053-714-0439 - 팩스번호 : 053-714-0195 |
KERIS 개인정보 보호담당자 | 개인정보보호부 이상엽 | |
RISS 개인정보 보호책임자 | 대학학술본부 장금연 | - 이메일 : giltizen@keris.or.kr - 전화번호 : 053-714-0149 - 팩스번호 : 053-714-0194 |
RISS 개인정보 보호담당자 | 학술진흥부 길원진 |
자동로그아웃 안내
닫기인증오류 안내
닫기귀하께서는 휴면계정 전환 후 1년동안 회원정보 수집 및 이용에 대한
재동의를 하지 않으신 관계로 개인정보가 삭제되었습니다.
(참조 : RISS 이용약관 및 개인정보처리방침)
신규회원으로 가입하여 이용 부탁 드리며, 추가 문의는 고객센터로 연락 바랍니다.
- 기존 아이디 재사용 불가
휴면계정 안내
RISS는 [표준개인정보 보호지침]에 따라 2년을 주기로 개인정보 수집·이용에 관하여 (재)동의를 받고 있으며, (재)동의를 하지 않을 경우, 휴면계정으로 전환됩니다.
(※ 휴면계정은 원문이용 및 복사/대출 서비스를 이용할 수 없습니다.)
휴면계정으로 전환된 후 1년간 회원정보 수집·이용에 대한 재동의를 하지 않을 경우, RISS에서 자동탈퇴 및 개인정보가 삭제처리 됩니다.
고객센터 1599-3122
ARS번호+1번(회원가입 및 정보수정)