A porous nickel-tin nano-dendritic electrode, for use as the anode in a rechargeable lithium battery, has been prepared by using an electrochemical deposition process. The adjustment of the complexing agent content in the deposition bath enabled the nickel-tin alloys to have specific stoichiometries while the amount of acid, as a dynamic template for micro-porous structure, was limited to a certain amount to prevent its undesirable side reaction with the complexing agent. The ratios of nickel to tin in the electro-deposits were nearly identical to the ratios of nickel ion to tin ion in the deposition bath; the particle changed from spherical to dendritic shape according to the tin content in the deposits. The nickel to tin ratio and the dendritic structure were quite uniform throughout the thickness of the deposits. The resulting nickel-tin alloy was reversibly lithiated and delithiated as an anode in rechargeable lithium battery. Furthermore, the resulting anode showed much more stable cycling performance up to 50 cycles, as compared to that resulting from dense electro-deposit with the same atomic composition and from tin electrodeposit with a similar porous structure. From the results, it is expected that highly-porous nickel-tin alloys presented in this work could provide a promising option for the high performance anode materials for rechargeable lithium batteries.

액체카드뮴음극(LCC, Liquid Cadmium Cathode)을 사용하여 우라늄과 TRU (TRans Uranium) 원소를 동 시에 회수하는 전해제련공정에서 LCC 표면에서 성장하는 수지상(dendrite) 우라늄의 생성 및 성장을 억제하 기 위한 LCC 구조는 개발은 전해제련공정의 핵심이다. 금속 수지상의 생성과 성장 현상을 관찰하기 위해 상 온에서 실험이 가능하며 육안관찰이 가능한 Zn-Ga 계의 모의실험장치를 제작하였으며 갈륨 계면에서의 수 지상 아연의 성장 현상과 기존의 교반기형과 파운더형 LCC 구조의 성능을 관찰하였다. 이러한 금속 수지상 은 전해용액 내에서 그 기계적 강도가 약한 것으로 보여 여러 가지 음극 구조에 의해 쉽게 파쇄 되지만 액체 금속으로 쉽게 가라앉지는 않았다. 모의 실험결과를 바탕으로, LCC 구조개발에 활용할 수 있는 실험실 규모 의 액체음극 전해제련 실험 장치를 제작하였으며, 수지상 우라늄의 성장 억제를 위한 여러 가지 형태의 LCC 구조의 성능 시험을 수행하였다. 교반기형 LCC 구조의 실험결과 LCC 도가니 내벽에서 성장하는 수지상 우 라늄을 효과적으로 파쇄하지 못하였으며, 일자형과 harrow형 LCC 구조의 성능은 유사하였다. 이에 따라 LCC 표면과 도가니 내벽에서 성장하는 수지상 우라늄을 LCC 도가니 바닥으로 침전시키기 위하여 mesh형 LCC 구조를 개발하였다. 이의 성능실험결과 수지상 우라늄의 성장 없이 약 5 wt%까지의 우라늄을 회수할 수 있었다. 실험 종료 후 LCC 바닥 침전물을 화학 분석한 결과 금속간화합물(UCd11)이 형성되었음을 확인할 수 있었다.

상업용 자동차 축전지 극판재료로 각형의 초정 Pb 재료에 적은 부피 분율의 Cu상을 가지는 Pb-Cu 합금을 응고시킬 때 각형의 초정 Cu 수지상이 석출되었다. 중요한 응고변수인 냉각속도와 Cu조성의양에 따른 각형의 Cu상의 형태변화를 조사하기 위하여 Pb-1wt%Cu, pb-3wt%Cu, Pb-5wt%Cu, Pb-9wt%Cu, Pb-12wt%Cu, 등의 5가지 합금이 선택되어 노냉, 공냉, 금형냉, 수냉의 4가지 냉각방법을 이용하여 실험하였다. 일반적으로 냉각속도와 Cu성분이 증가함에 따라 Cu상의 각형정도가 감소하였으며 결국 가장 빠른 냉각인 수냉각시에는 수지상 형태가 정출되지 않고 구형의 형태가 정출 되었다.