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폴리프로필렌(PP) 격리막의 표면을 황산-acetone 알돌 응축반응을 통해 술폰화 폴리프로필렌(S-PP) 격리막을 제조하고 표면기 분석과 접촉각 측정을 통해 $-SO_3H$ 그룹이 다량 분포된 친수성 표면으로 전환되었음을 밝혔다. 또한 potassium polyacrylate (PAAK) 하이드로겔 고분자 전해질로 S-PP 표면을 코팅하고 이를 활성탄 수퍼커패시터에 적용하여 그 전기화학적 특성을 조사하였다. 결과적으로 S-PP 격리막은 친수성 표면으로 인하여 비록 전기화학적 안정성은 감쇠하지만, 접촉각 감소, 젖음성 향상, 전해질 함침량 증대, 이온전도도 향상, 계면저항 감소 등의 효과를 발생시켜 결국 커패시터적 특성의 향상, 즉 비축전용량과 사이클 수명의 향상을 구현할 수 있다. 【Sulfonated polypropylene (S-PP) is prepared by sulfuric acid-acetone aldol condensation reaction of polypropylene (PP) separator to yield hydrophilic separator surface with a moderate amount of $-SO_3H$ groups. Activated carbon supercapacitor is also fabricated adopting the S-PP separator coated with potassium polyacrylate (PAAK) hydrogel polymer electrolyte. As a result, the hydrophilic surface of S-PP separator involves better physical and electrochemical properties such as decrease in contact angle, improvements of wettability, electrolyte uptake, and ionic conductivity to give higher specific capacitance and long cycle-life.】

6M KOH 수계 전해액에 potassium poly(acrylate) (PAAK)를 3 wt% 포함시켜 제조한 하이드로겔을 poly(acrylonitrile)부직포 분리막에 코팅하고, 이를 활성탄 수퍼커패시터의 분리막 및 전해질로 사용하여 수퍼커패시터의 고율특성 향상을 시도하였다. 이 분리막 및 전해질은전자현미경 관찰 결과 PAAK 하이드로겔이 부직포의 표면기공에 균일하게 코팅되어 있으며, 24일 동안 하이드로겔의 합습도가 230% 이상으로 균일하게 유지되었고, 6 M KOH 전해액을 사용한 경우(3.6×10-2 S cm-1)보다 약간 낮은 2.9×10-2 S cm-1의 이온전도도를 나타내었다. 활성탄을 활물질로 사용한 대칭형 수퍼커패시터에 이 분리막 및 전해질을 채택한 경우 사이클릭볼타메트리 시험에서 1000 mV s-1의 고속스캔 조건에서도 27 F g-1 이상의 높은 비축전용량과 1000 사이클 경과후에도 97% 이상의 유지율을 나타내는데, 이는 부직포 상에 코팅된 PAAK 하이드로겔 전해질이 활성탄 전극과 부직포 분리막 사이에서 강력한 계면밀착을 유지할 수 있기 때문이다.

실크 견직물 표면에 poly(vinylidene fluoride-co-hexafkyrorpropylene) (PVdF-HFP)와 실라카 나노입자의 혼합물을 코팅한 분리막을 제조하고 분리막에 전해액을 함침시켜 리튬이온전지용 분리막 겸 전해질로 사용하기 위한 특성이 조사 되었다. 코팅막의 제조 시에는 전해액이 침투할 수 있는 미세다공의 형성을 심화시키기 위해 dibuty iphthalate (DBP) 가소제의 함량을 변화시키면서 코팅된 분리막의 이온전도도, 함습율, 전기화확적 안정성 등을 조사하였고, 이를 리튬이온전지에 탑재하여 여러 전류속도에 대한 충방전 특성도 함께 측정하였다. 결과적으로 실리카가 첨가되고 DBP를 40~50 wt% 사용하여 코팅된 실크 분라막이 가장 우수한 분사막 특성 및 고율 충방전 특성을 나타내었다. 이는 (i) 실크 견직물의 우수한 내구성과 내열성과 내열성 이외에 (ii) DBP에 의한 미세다공 형성, (iii) 실리카에 의한 함습률 향상 등에 의해 코팅막의 표면적 및 코팅된 분리막의 이온전도도가 크게 향상되었기 때문이다.

루타일(rutile) TiO2 분말의 알칼리 수열합성과 300~500 ℃ 열처리를 통해 TiO2 나노튜브를 제조하고, 이를 리튬이 차전지의 음극 활물질로 채택하여 그 물성과 전기화학적 특성을 조사하였다. 수열반응 직후의 정제과정에서 불순물인 미세분진을 완전히 제거하여 제조된 TiO2 나노튜브는 고비표면적과 확연한 나노튜브 결정상을 보였다. 또한 열처리 온도가 증가함에 따라 등방적으로 분산된 나노튜브들이 서로 응집되어 비표면적의 감소를 초래하였다. 300 ℃ 열처리한 TiO2 나노튜브가 250 mAh g-1의 가장 높은 초기 방전용량을 나타내었으며, 사이클과 고율 특성은 400 ℃ 열처리한 시료가 가장 우수한 성능을 보였다.

Nanocomposite anodes for rechargeable lithium battery are prepared by mixing tin and nickel nanoparticles via wet method and their electrochemical properties are examined. The Sn-Ni nanocomposite anode shows a maximum discharge capacity of 700 mAh at the first cycle but very poor cycle performance. This means that the electrode porosity and the Ni component formed by the simple mixing of nanoparticles no longer play the role of buffering the volume expansion/contraction of Sn component during charge-discharge. To solve the cycle performance problem, a novel nanostructured Sn-Ni anode should be designed and tested.

Nanorod-clustered precursors with -, -, and -phases are synthesized by hydrothermal reaction of and . The formation of nanorod-clustered is particularly confirmed under the conditions of high reactant concentration and hydrothermal reaction at . The spinel nanorod-clusters are also prepared by lithiating the precursors, varying the concentration of lithiating agent () and heat treatment temperature, and characterized for use as cathode material of lithium-ion batteries. As a result, the nanorod-clustered prepared from the at higher concentration and the annealing at is proven to show the cubic spinel structure and to achieve the high initial discharge capacity of 120 mAh/g.

To improve the safety and electrode characteristics of lithium metal anode, physically coated electrodes on lithium metal surface by three kinds of carbon are prepared and their charge-discharge performances are investigated by adopting the C-Li electrodes as the anode of rechargeable lithium batteries. The lithium anode coated by the carbon powder with smaller particle size and higher surface area, which has higher packing density and lower surface roughness, shows better performance in charge-discharge characteristics. The carbon coating on lithium surface can be more effective in small-sized cells.

In this study, poly(ethyleneoxide) and poly(ethylene imine) polymer blends containing fumed silica fillers were studied in order to enhance the ion conductivity and interfacial properties. Lithium perchlorate () as a salt, and silica() as the inorganic filler were introduced into the polymer composite electrolyte composites and the composites were examined to evaluate their ionic conductivity for a possibility test of electrolyte application. As the diameter of semicircle in an impedance test became smaller, ionic conductivity of composite electrolytes had been enhanced by addition of 20 wt% silica filler. However, the conductivity was not greatly changed over 20 wt% content because the silica was sufficiently saturated in the polymer electrolytes. Diffraction peaks of PEO became weaker with the addition of inorganic fillers using XRD analysis. It showed that a crystallinity was proportionally reduced by increasing filler contents. The morphology of composite electrolyte films has been investigated by SEM. The heterogeneous morphology which silica was evenly dispersed by the strong adhesion of PEI was shown at higher contents of silica.