리튬 이차전지의 흑연 음극 표면피막 생성기구와 전해질과의 상관성

정순기,Jeong, Soon-Ki 한국전기화학회 2010 한국전기화학회지 Vol.13 No.1

The surface film, which is formed on graphite negative electrodes during the initial charging, is a key component in lithium secondary batteries. The battery reactions are strongly affected by the nature of the surface film. It is thus very important to understand the physicochemical properties of the surface film. On the other hand, the surface film formation is a very complicated interfacial phenomenon occurring at the graphite/electrolyte interface. In studies on electrode surfaces in lithium secondary batteries, in-situ experimental techniques are very important because the surface film is highly reactive and unstable in the air. In this respect electrochemical atomic force microscopy (ECAFM) is a useful tool for direct visualizing electrode/solution interfaces at which various electrochemical reactions occur under potential control. In the present review, mechanism of surface film formation and its correlation with electrolyte are summarized on the basis of in-situ ECAFM studies for understanding of the nature of the surface film on graphite negative electrodes. 초기 충전 과정에서 흑연 음극에 생성되는 표면피막은 리튬 이차전지의 중요한 구성 요소로 전지 반응은 표면피막의 본질에 크게 영향을 받는다. 따라서 표면피막의 물리화학적 성질을 이해하는 것은 매우 중요하다. 한편, 표면피막의 형성 반응은 흑연/전해질 계면에서 진행하는 매우 복잡한 계면 현상이며, 표면피막은 반응성이 높고 공기 중에서 불안정하기 때문에 리튬 이차전지의 전극 표면을 연구하는데 있어서 in-situ 실험 기술은 매우 중요하다. 이와 같은 점에서 전위가 제어된 상태에서 다양한 전기화학 반응이 진행하는 전극/용액 계면을 직접 관찰할 수 있는 전기화학적 원자간력 현미경(Electrochemical Atomic Force Microscopy, ECAFM)은 매우 유용한 도구이다. 본 총설에서는 흑연 음극에 생성되는 표면피막의 본질적 이해에 중점을 두어 표면피막의 생성기구 및 전해질과의 상관성에 관하여 in-situ ECAFM 분석 결과를 중심으로 하여 정리하였다.

리튬 이차전지의 흑연 음극에 형성된 표면피막의 열적 안정성

정순기,이하나,김양수,Jeong, Soon-Ki,Lee, Ha-Na,Kim, Yang-Soo 한국전기화학회 2011 한국전기화학회지 Vol.14 No.3

투과형 전자 현미경과 전기화학 임피던스 분광법을 이용하여 리튬 이차전지의 흑연 음극에 생성되는 표면피막의 고온 안정성을 고찰하였다. 투과형 전자 현미경을 이용한 분석에 의해 $60^{\circ}C$에서 저장되는 동안 표면피막의 일부가 전해질 용액 중에 용해되는 것이 확인되었으며, 이 과정에서 피막의 두께 감소 및 피막의 형상이 다공성 구조로 변하였다. 한편, 이 과정에서 피막의 조성 변화에 기인하는 것으로 추측되는 표면피막의 저항 증가가 전기화학 임피던스 분광법에 의하여 확인되었다. 표면피막의 고온 안정성은 vinylene carbonate, 1,3-propane sultone, etylene sulfite와 같은 첨가제에 의해 제한적으로 개선되었다. The stability at elevated temperatures of a surface film formed on a graphite electrode in lithium secondary batteries was investigated by transmission electron microscopy (TEM) and electrochemical AC impedance spectroscopy (EIS). TEM analysis revealed that the surface film partly dissolved in the electrolyte solution during storage at $60^{\circ}C$, resulting in a decrease in the thickness of the surface film and a change in its morphology to a porous structure. On the other hand, an increase in the impedance of the surface film which is attributable to a change in composition of the surface film was confirmed by EIS analysis during the storage at $60^{\circ}C$. It was also shown that the addition of vinylene carbonate or 1,3-propane sultone or etylene sulfite, even if limited, improves the stability of the surface film at elevated temperatures.

중온형 고체전해질 연료전지용 산소극재료 및 전해질의 특성 고찰

정순기,임형렬,이주성 ( Soon Ki Jeong,Hyung Ryul Rim,Ju Seong Lee ) 한국화학공학회 1995 화학공학의이론과응용 Vol.1 No.1

박형 망간전지용 전해질막의 제조 및 전기화학적 특성

정순기(Jeong, Soon-Ki) 한국산학기술학회 2006 한국산학기술학회논문지 Vol.7 No.6

세 종류의 전해질 수용액(염화암모늄형, 염화아연형, 알칼리형)과 조해성재료(CaBr₂또는 CaCl₂)를 filter paper 내부에 함침시켜 망간 일차전지용 전해질막을 제조하였다. 전해질막의 두께는 250~300㎛ 이며 유연성 또한 매우 좋았다. 전해질막의 전기화학적 특성은 수분공급을 위해 첨가된 조해성 재료의 종류 및 함량에 크게 의존하였고, CaCl₂가 첨가된 계에서 상대적으로 높은 이온전도도 및 방전용량이 얻어졌다. Three kinds of electrolyte membranes were prepared by impregnating filter papers with one of the electrolyte solutions for primary manganese battery (NH₄Cl, ZnCl₂, and alkaline types) and hygroscopic agent (CaBr₂ or CaCl₂), respectively. The thickness of them was 250~300㎛, and they were very flexible. The electrochemical characteristics greatly depended on the hygroscopic agent to supply water to the cell. The electrolyte membrane containing CaCl₂ showed the highest ionic conductivity and the largest discharge capacity.

AFM Study on Surface Film Formation on a Graphite Negative Electrode in a LiPF -based Non-Aqueous Solution

정순기(Jeong, Soon-Ki) 한국산학기술학회 2006 한국산학기술학회논문지 Vol.7 No.6

흑연 음극 표면상에 형성되는 필름의 생성 기구를 규명하기 위하여, 1 몰의 LiPF₆가 함유된 탄산에틸렌과 탄산디에칠의 혼합 용액 중에서 고배향성 열분해 흑연을 0.5 ㎷ S^-1의 느린 속도로 전위주사하면서 원자력간 현미경을 이용하여 전극표면을 in-situ 관찰하였다. 전해질 용액의 분해반응은 전극의 스텝 모서리 상에서 우선적으로 진행되었으며, 전극 전위 2.15 V (vs. Li⁺/Li) 에서 시작되었다. 0.95-0.8 V (vs. Li⁺/Li)의 전위 영역에서 전극 표면의 특정 부분이 평탄하게 부풀어오르는 현상과, 타원형의 돌기 구조가 관찰되었다. 이러한 형상 변화에 있어서 전자는 용매화된 리튬 이온이 흑연 층간에 삽입되며 나타나는 구조 변화이며, 후자는 삽입된 용매화 리튬이 환원 분해되어 생성된 것으로 추정된다. 0.8 V (vs. Li⁺/Li) 보다 음의 전위 영역에서는 입자상의 침전물이 전극 표변에 형성되었다. 1 사이클 후, 측정된 침전층의 두께는 30 ㎚이었다. 이러한 침전물은 리튤염(LiPF₆)과 용매 분자(EC 및 DEC)들이 분해되어 생성된 것이며, 전극 표변에서 계속적으로 전해질 용액이 분해되는 반응을 억제하는 중요한 역할을 하고 있는 것으로 생각된다. The mechanism for the surface film formation was studied by in situ Atomic Force Microscopy (AFM) observation of a highly oriented pyrolytic graphite (HOPG) basal plane surface during cyclic voltammetry at a slow scan-rate of 0.5 ㎷ S^-1 in 1 ㏖ dm^-3 (M) LiPF₆ dissolved in a mixture of ethylene carbonate (EC) and diethyl carbonate (DEC). Decomposition of the electrolyte solution began at a potential around 2.15 V vs. Li⁺/Li on step edges. In the potential range 0.95-0.8 V vs. Li⁺/Li, flat areas (hill-like structures) and large swelling appeared on the surface. It is considered that these two features were formed by the intercalation of solvated lithium ions and their decomposition beneath the surface, respectively. At potentials more negative than 0.80 V vs. Li⁺/Li, particle-like precipitates appeared on the basal plane surface. After the first cycle, the thickness of the precipitate layer was 30 ㎚. The precipitates were considered to be decomposition of the lithium salt (LiPF₆) and solvent molecules (EC and DEC), and to have an important role in suppressing further solvent decomposition on the basal plane.

복사지 전용 抄紙機와 品質에 대하여

Soon-Ki Chung(정순기) 한국펄프·종이공학회 2006 한국펄프·종이공학회 학술발표논문집 Vol.- No.-

사물인터넷 인력수요 구조에 대한 분석과 전망

정순기(Soon-Ki Jeong),안종창(Jong-Chang Ahn) 한국산학기술학회 2022 한국산학기술학회논문지 Vol.23 No.11

본 연구는 사물인터넷(IoT: Internet of Things) 기술 인력수요 구조의 분석과 전망을 목적으로 하고 있다. 본 연구에서는 “사물인터넷 산업 실태조사(2015~2019)” 자료를 기반으로 “고용보험” 데이터와 비교를 통해 2029년까지 IoT 산업 및 직업별 인력 수요 전망 결과를 도출한다. IoT 인력수요 생태계는 크게 디바이스(HW) 산업과 서비스(SW) 산업으로 분류할 수 있다. 전망기간 중 IoT 플랫폼과 IoT 서비스 산업의 SW 직종을 중심으로 고용이 창출될 것으로 예상된다. 반면에 IoT 디바이스와 IoT 네트워크 산업 등 HW 관련 산업은 비중과 고용이 정체 혹은 감소할 것으로 전망된다. IoT 서비스 산업에서는 IoT 관련 응용 서비스와 각 산업에 적용되는 IoT를 제어하고 응용 서비스 개발을 위한 SW 인력이 다수 필요하다. HW를 개발할 때에도 적용을 위한 SW 인력이 필수적으로 필요하여 SW 관련 직종에서 지속적으로 고용이 창출될 것으로 전망된다. IoT 기술의 확산은 저전력화, 보안 이슈와 연계되어 산업을 세분화시키고 있다. 또한 데이터 활용과 분석 등 데이터를 산업에 접목시킬 수 있는 능력, SW 적용 및 해당산업 내 전문기술을 융합할 수 있는 능력 등 전문적인 직무 능력을 갖춘 숙련인력 양성을 필요로 한다. This studys purpose is to analyze and examine the prospects for the structure of Internet of Things (IoT) technology manpower demand. This study derives prospective results for each industrys and jobs manpower demand by 2029 through a comparison with “employment insurance” data based on an “IoT industry factual survey for 2015 to 2019”. The ecology of IoT manpower demand can be mainly divided into the device, or hardware (HW), industry and the service, or software (SW), industry. Employment centering on the IoT platform and SW jobs in the IoT service industry can be created during the prospective period. The IoT service industry needs a lot of SW personnel to monitor the IoT for the applications related to IoT services in each industry, and to develop more application services. Employment related to SW can be persistently created because SW manpower must be applied even when developing HW. The popularity of IoT technology is connected to low electrical power, security issues, and different segments of industry. In addition, it is necessary to cultivate skilled manpower with specialized job performance, including the ability to connect data to industry (e.g., data utilization and analysis), the ability to apply SW, and to merge professional technology with each industry.

종이의 Pore 특성 측정 기법의 비교

남기영(Ki Young Nam),정순기(Soon Ki Chung),원종명(Jong Myoung Won) 한국펄프·종이공학회 2007 한국펄프·종이공학회 학술발표논문집 Vol.- No.-

DSM과 다시점 거리영상의 3차원 등록을 이용한 무인이동차량의 위치 추정

박순용(Soon-Yong Park),최성인(Sung-In Choi),장재석(Jae-Seok Jang),정순기(Soon Ki Jung),김준(Jun Kim),채정숙(Jeong Sook Chae) 제어로봇시스템학회 2009 제어·로봇·시스템학회 논문지 Vol.15 No.7

A computer vision technique of estimating the location of an unmanned ground vehicle is proposed. Identifying the location of the unmaned vehicle is very important task for automatic navigation of the vehicle. Conventional positioning sensors may fail to work properly in some real situations due to internal and external interferences. Given a DSM (Digital Surface Map), location of the vehicle can be estimated by the registration of the DSM and multiview range images obtained at the vehicle. Registration of the DSM and range images yields the 3D transformation from the coordinates of the range sensor to the reference coordinates of the DSM. To estimate the vehicle position, we first register a range image to the DSM coarsely and then refine the result. For coarse registration, we employ a fast random sample matching method. After the initial position is estimated and refined, all subsequent range images are registered by applying a pair-wise registration technique between range images. To reduce the accumulation error of pair-wise registration, we periodically refine the registration between range images and the DSM. Virtual environment is established to perform several experiments using a virtual vehicle. Range images are created based on the DSM by modeling a real 3D sensor. The vehicle moves along three different path while acquiring range images. Experimental results show that registration error is about under 103m in average.

BDMI₊ 양이온을 함유한 이온성 액체로부터 흑연으로의 전기화학적 리튬 삽입

이유신,정순기,이헌영,김지수,Lee, You-Shin,Jeong, Soon-Ki,Lee, Heon-Young,Kim, Chi-Su 한국전기화학회 2010 한국전기화학회지 Vol.13 No.3

흑연과 1-buthyl-2,3-dimethylimidazolium(BDMI)계 이온성 액체의 계면 반응을 이해하기 위하여 lithium bis(fluorosulfonyl)imide(LiTFSI)가 용해된 BDMI-TFSI 용액 중에서 전기화학 원자간력 현미경(electrochemical atomic force microscopy, ECAFM)을 이용하여 순환 전압전류법 전후에 있어서의 고배향성 열분해 흑연(highly oriented pyrolytic graphite, HOPG)의 표면을 in-situ로 관찰하였다. HOPG 전극에서 리튬의 가역적인 삽입과 탈리반응은 진행되지 않았으며, $BDMI^+$ 양이온의 삽입에 의한 blister의 형성 및 그라펜 층의 파괴만이 관찰되었다. 한편, $BDMI^+$ 양이온의 삽입 반응은 농도가 4.90 mol/kg인 LiTFSI-propylene carbonate(PC)를 15 wt% 함유하고 있는 BDMI-TFSI계에서는 일어나지 않았으며, 이 경우에는 가역적인 리튬의 삽입과 탈리반응이 진행 되었다. ECAFM 결과는 고농도의 PC계 용액이 solid electrolyte interface(SEI)를 형성함으로 인해 $BDMI^+$ 양이온의 삽입을 막는 매우 효과적인 첨가제임을 나타내었다. In situ electrochemical atomic force microscopy (ECAFM) observations of the surface of highly oriented pyrolytic graphite (HOPG) was performed before and after cyclic voltammetry in lithium bis(fluorosulfonyl)imide (LiTFSI) dissolved in 1-buthyl-2,3-dimethylimidazolium (BDMI)-TFSI to understand the interfacial reactions between graphite and BDMI-based ionic liquids. The formation of blisters and the exfoliation of graphene layers by the intercalation of $BDMI^+$ cations within HOPG were observed instead of reversible lithium intercalation and de-intercalation. On the other hand, lithium ions are reversibly intercalated into the HOPG and de-intercalatied from the HOPG without intercalation of the $BDMI^+$ cations in the presence of 15 wt% of 4.90 mol/$kg^{-1}$ LiTFSI dissolved in propylene carbonate (PC). ECAFM results revealed that the concentrated PC-based solution is a very effective additive for preventing $BDMI^+$ intercalation through the formation of solid electrolyte interface (SEI).