Abstract
Specific structural properties of Li intercalation reaction into the spinel relatedmanganese dioxide, $Li_{x}Mn_{2}O_{4}(0.2{\leq}x{\leq}2.0)$, are investigated by X-ray diffractional and electrochemical studies of Li/1M $LiClO_{4}$-propylene carbonate solution/$Li_{x}Mn_{2}O_{4}$ cell. The effect of the chemical composition and the reaction temperature on electrochemical parameter of $Li_{x}Mn_{2}O_{4}$ are studied by the phenomena of phase-transition, analysis of crystal lattice, fine structure, and thermal analysis. Treatment of the spinel $Li_{x}Mn_{2}O_{4}$ with aqueous acid was found to result in conversiton of $Li_{x}Mn_{2}O_{4}$ to nearly pure $MnO_{2}$, as evidenced by a reduction in the lattice constant $a_{c}$ from 8.255 to $8.031\;{\AA}$. At a composition range of $0.2{\leq}x{\leq}0.6$ in $Li_{x}Mn_{2}O_{4}$ the reduction proceeded in a homogeneous phase, which was characterized by a constant voltage of 3.9~3.7 V together with a lattice constant of $8.255\;{\AA}$.
리튬 이온이 intercalation되어 스핀넬 구조를 이루고 있는 $Li_{x}Mn_{2}O_{4}(0.2{\leq}x{\leq}2.0)$의 구조적 특성을 X-선 회절분석과 Li/1M $LiClO_{4}$-propylene carbonate solution/$Li_{x}Mn_{2}O_{4}$ 전지에서 이들의 구조적 특징에 의한 전기화학적 특성을 연구하였다. $Li_{x}Mn_{2}O_{4}$의 전기화학적 특성에 대한 조성과 반응온도의 영향은 상전이 현상과, 결정 상수 측정과 열분석에 의하여 연구하였다. 산처리 후 $Li_{x}Mn_{2}O_{4}$는 거의 순수한 ${\lambda}-MnO_{2}$구조로 상전이 되었으며 이때 격자상수 $a_{c}$가 8.255에서 $8.031\;{\AA}$으로 수축되었다. $Li_{x}Mn_{2}O_{4}$의 조성 범위가 $0.2{\leq}x{\leq}0.6$일 때 격자상수 $8.255\;{\AA}$의 단일상을 나타내며 3.9~3.7 V의 전위 평탄 영역을 나타낸다.
