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등가물성 및 집중용량법을 이용한 리튬-이온 전지의 열해석
이희원, 박일석, Lee. Hee Won, Park. Il Seouk 대한기계학회 大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean society of mechanical engineers. B. B 6 Pages
대한기계학회 大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean society of mechanical engineers. B. B 2013, Vol.37 No.8 775-780 (6 pages)
일반적으로 전기자동차(Electric Vehicle, EV)의 배터리로는 리튬-이온 전지가 많이 사용된다. 리튬-이온 전지는 충전이 가능한 이차 전지의 일종으로 마이크로 스케일의 극판과 분리막이 반복하여 적층된 구조를 가지고 있다. 이와 같은 미세구조로 인해 상세해석모형을 적용하는 것은 지나치게 많은 비용이 소모되는 일이다. 본 연구에서는 리튬-이온 전지를 하나의 등가물성으로 나타내는 방법을 제시하고 있으며, 185.3Ah 전지와 20Ah 전지에 이를 적용하여 그 결과를 이전자료와 비교하고 있다. 또한 집중용량법을 적용한 계산... -
PVA-전구체법을 적용한 $Li_xNi_{1-y}Co_yO_2$ 다결정성 분말의 합성 : 합성조건에 따른 리튬이온전지의 전기화학적 특성 고찰
김수주, 송미영, 권혜영, 박선희, 박동곤, 권호진, Kim. Sue Joo, Song. Me Young, Kwon. Hye Young, Park. Seon Hui, Park. Dong Gon, Kweon. Ho-Jin 한국전기화학회 전기화학회지 8 Pages
한국전기화학회 전기화학회지 1999, Vol.2 No.1 5-12 (8 pages)
PVA-전구체법을 사용하여, 리튬전지의 양극물질인 $Li_xNi_{1-y}Co_yO_2$의 다결정성 분말을 합성하였다. 합성된 분말을 양극물질로 사용하여 리튬이온전지를 제조하여 전지의 전기화학적 성질을 측정하였다. PVA와 금속이온간의 상대적 양, PVA의 농도 및 중합도, 열처리조건, 금속의 조성비 등 여러 다른 합성조건을 변화시키면서, 그러한 합성상의 조건 변화가 리튬이온전지의 전지특성과 어떠한 상호관계를 갖는지 조사하였다. 전지의 초기성능에 관한 한, PVA-전구체법으로 합성한 $Li_xNi_{1-y}Co_yO_2$의 경우, 최적의 조성은... -
코발트와 니켈로 치환한 리튬이온 이차전지 Cathode, Li(${Mn_{1-delta}}{M_{delta}$)$_2$$O_4$와 ${LiMn_2}{O_4}$의 Cut-off 전압 변화에 따른 충방전 특성
유광수, 박재홍, 이승원, 조병원 한국세라믹학회 한국세라믹학회지 7 Pages
한국세라믹학회 한국세라믹학회지 2001, Vol.38 No.5 424-430 (7 pages)
$n_{delta}$)$_2$ $O_4$의 용량은 각각 Co와 Ni의 $delta$=0.1에서 최대를 보였다. Co 치환 조성 재료와 순물질 모두에서 최대의 용량을 보인 cut-off 전압대는 3.5~4.5V 이었는데 이때의 Li(M $n_{0.9}$ $Co_{0.1}$)$_2$ $O_4$와 LiM $n_2$ $O_4$의 초기 충전용량과 초기 방전용량은 각각 118, 119mAh/g과 114, 104mAh/g 이었다. 또한 모든 cut-off 전압대에서 Li(M $n_{0.9}$ $Co_{0.1}$)$_2$ $O_4$는 순수한 LiM $n_2$ $O_4$보다 더 높은 용량과 우수한 싸이클 성능을 보였으며 그 결과는 밀착형 전지구성에서도 일치하였다.하였다. -
전이금속 치환 리튬이온 이차전지 정극 Li($Mn_{1-delta}$$M_{delta}$)$_2$$O_4$의 전기적 특성
박재홍, 김정식, 유광수 한국세라믹학회 한국세라믹학회지 7 Pages
한국세라믹학회 한국세라믹학회지 2000, Vol.37 No.5 466-472 (7 pages)
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한국의 과학기술 어디까지 왔나 - 리튬이온 고분자 전지 기술
김우식, Kim. U-Sik 한국과학기술단체총연합회 과학과 기술 3 Pages
한국과학기술단체총연합회 과학과 기술 2000, Vol.33 No.9 22-24 (3 pages)
세계 각국은 첨단 리튬이온고분자전지를 국가전략산업으로 지원 육성하고 있으며 특히 에너지 및 환경문제를 해결하기 위해 대용량 개발에 적극적이다. 우리나라도 국책과제로서 대기업들이 자체 또는 외국과 공동으로 개발에 열을 올리며 본격적인 출시를 눈앞에 두고 있어 머지않아 첨단 리튬이온고분자전지 기술의 강국대열에 진입하게 될 전망이다. -
PVdF-HFP와 실리카가 코팅된 실크 견직물의 분리막 특성과 이를 채용한 리튬이온전지의 충방전 특성
오심건, 이영기, 김광만, 이용민, 김상헌, 김용주, 고장면, Oh. Seem Geon, Lee. Young-Gi, Kim. Kwang Man, Lee. Yong Min, Kim. Sang Hern, Kim. Yong Joo, Ko. Jang Myoun 한국화학공학회 Korean chemical engineering research 5 Pages
한국화학공학회 Korean chemical engineering research 2013, Vol.51 No.3 330-334 (5 pages)
실리카 나노입자의 혼합물을 코팅한 분리막을 제조하고 분리막에 전해액을 함침시켜 리튬이온전지용 분리막 겸 전해질로 사용하기 위한 특성이 조사되었다. 코팅막의 제조 시에는 전해액이 침투할 수 있는 미세다공의 형성을 심화시키기 위해 dibutylphthalate (DBP) 가소제의 함량을 변화시키면서 코팅된 분리막의 이온전도도, 함습율, 전기화학적 안정성 등을 조사하였고, 이를 리튬 이온전지에 탑재하여 여러 전류속도에 대한 충방전 특성도 함께 측정하였다. 결과적으로 실리카가 첨가되고 DBP를 40~50 wt% 사용하여 코팅된 실크... -
Si3N4-코팅 유/무기 복합 분리막을 통한 리튬이온전지용 분리막의 제조 및 평가
여승훈, 손화영, 서명수, 노태욱, 김규철, 김현일, 이호춘, Yeo. Seung-Hun, Son. Hwa-Young, Seo. Myeong-Su, Roh. Tae-Wook, Kim. Gyu-Chul, Kim. Hyun-Il, Lee. Ho-Chun 한국전기화학회 전기화학회지 6 Pages
한국전기화학회 전기화학회지 2012, Vol.15 No.1 48-53 (6 pages)
리튬 이차전지의 대표적인 분리막인 polyethylene(PE) 분리막은 열에 의한 수축 및 기계적 파열의 단점을 가지고 있다. 본 연구에서는 이러한 기존 PE 분리막을 개선하기 위해 $Si_3N_4$ 코팅 분리막 (SCS, Silicon-nitride Coated Separator)을 제작하였다. $Si_3N_4$ 코팅이 분리막의 열적/기계적 수치안정성, 이온전도도, 및 전지의 출력 특성에 미치는 영향을 알아보았다. $Si_3N_4$ 분말을 polyvinylidene fluoride(PVdF) 결착재를 이용하여 PE 분리막의 한 쪽 면에 10 ${mu}m$ 두께로 코팅하여 SCS를 제작하였다. SCS는 PE... -
리튬이온이차전지용 고효율 음극(SiO-Graphite)
신혜민, 도칠훈, 김동훈, 김효석, 하경화, 진봉수, 김현수, 문성인, 김기원, 오대희, Shin. Hye-Min, Doh. Chil-Hoon, Kim. Dong-Hun, Kim. Hyo-Seok, Ha. Kyung-Hwa, Jin. Bong-Soo, Kim 한국전기화학회 전기화학회지 4 Pages
한국전기화학회 전기화학회지 2008, Vol.11 No.1 47-50 (4 pages)
비용량이 발생하여 초기 싸이클에서 쿨롱효율이 낮고, 싸이클링에 따라 리튬 탈 삽입 과정의 비용량이 증가하는 특징으로 실제의 전지를 설계할 시 문제점을 가진다. 본 연구에서는 고용랑 특성을 나타내는 비탄소계 실리콘을 포함하는 리튬이차전지용 음극활물질과 흑연의 복합체를 제조하여 흑연으로 실리콘의 부피팽창을 완화시키고, 사이클 특성을 향상시키는 실리콘(SiO-Graphite) 재료를 개발하고, 산화실리콘과 흑연 복합체의 높은 비가역 용량의 해소와 싸이클에 따른 리튬 탈삽입 과정의 용량증가를 해소하기 위한 전처리를 통... -
리튬이온이차전지용 LiCoO2-유기전해액의 충전상태에 따른 열적 안정성
김동훈, 이영호, 신혜민, 정영동, 도칠훈, 진봉수, 김현수, 문성인, 오대희, 김기원, Kim. Dong-Hun, Lee. Young-Ho, Shin. Hye-Min, Chung. Young-Dong, Doh. Chil-Hoon, Jin. Bong-Soo 한국전기전자재료학회 전기전자재료학회논문지 4 Pages
한국전기전자재료학회 전기전자재료학회논문지 2007, Vol.20 No.5 421-424 (4 pages)
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침전-증발법에 의해 제조된 리튬이온 2차 전지용 LiMn2O4 양극재료의 특성
김국태, 윤덕기, 심영재, Kim. Guk-Tae, Yoon. Duck-Ki, Shim. Young-Jae 한국재료학회 한국재료학회지 6 Pages
한국재료학회 한국재료학회지 2002, Vol.12 No.9 712-717 (6 pages)
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리튬이온 전지의 충방전 특성에 대한 전산 모델링
이대현, 윤도영, Lee. Dae-Hyun, Yoon. Do-Young 한국에너지공학회 에너지공학 8 Pages
한국에너지공학회 에너지공학 2011, Vol.20 No.4 278-285 (8 pages)
연구에서는 리튬이온 전지의 충 방전 특성에 관한 모델링과 전산모사를 수행하였다. 전지의 시스템 구성은 단순화된 2차원 형태의 단일셀에 대하여 모델링하였고, 공학적 편미분방정식 풀이자인 FEMLAB을 이용하여 288 K와 318 K 범위내에서 충방전 특성에 대한 열적 모델링을 수행하였다. 모델링에 채택한 물성치 변수들에 대하여 온도특성을 고려하였으며, 이를 통하여 전지의 특징적인 충방전의 사이클 변화와 충방전 전하량의 변화를 체계적으로 전산모사하였다. 그 결과 충방전 속도에 상관없이 충방전의 주기가 온도가 낮아질수록... -
리튬이온 전지 기술을 채용한 인공위성용 전력계 개념 설계
신구환, 박경화, 김형명, 임종태, Shin. Goo-Hwan, Park. Kyung-Hwa, Kim. Hyung-Myung, Lim. Jong-Tae 한국항공우주학회 韓國航空宇宙學會誌 9 Pages
한국항공우주학회 韓國航空宇宙學會誌 2007, Vol.35 No.2 115-123 (9 pages)
본 논문은 리튬이온 (Li-ion) 셀을 채용한 인공위성용 전력계의 개념 설계에 대하여 기술한다. 기존의 니켈카드뮴 (NiCd) 셀과 비교할 때, 리튬이온 (Li-ion) 셀은 에너지 밀도, 무게 그리고 부피에서 큰 잇점을 갖고 있다. 니켈카드뮴 (NiCd) 셀의 평균 출력전압은 +1.2V이며, 리튬이온 (Li-ion) 셀의 출력전압은 +3.6V이다. 그러나, 리튬이온 (Li-ion) 셀의 충전과 방전에 있어서의 절차는 기존의 니켈카드뮴 (NiCd) 셀 보다는 어렵다. 따라서, 리튬이온 (Li-ion) 셀의 충전과 방전 시에는 각각의 셀에 대하여 충전 전압과 방전 전압을... -
리튬이온 전지의 초기 흡착 거동 해석
정철수, 이도원, Jung. Cheol-Soo, Lee. Do-Weon 한국진공학회 韓國眞空學會誌 4 Pages
한국진공학회 韓國眞空學會誌 2007, Vol.16 No.3 227-230 (4 pages)
리튬이온 제조공정에서 전해질 주입 후 반드시 거쳐야 하는 숙성공정은 일반적으로 별로 중요하게 다루어 지지 않고 있다. 왜냐하면 전지 숙성공정이 전지성능에 영향을 주는 인자에 대하여 그다지 깊이 있게 연구가 되어있지 않기 때문이다. 하지만 숙성공정 중에 나타나는 OCV 변화는 전해질 내에 포함되어 있는 성분이 전극으로 전기화학적 흡착되어 나타나는 현상으로 SEI 피막 형성에 매우 중요한 역할을 하게 된다. 이에 본 연구에서는 숙성기간 중에 변하게 되는 OCV와 SEI피막의 관계, 그리고 전지성능과의 연계에 대하여 깊이... -
Trifluoropropyltrimethoxysilane 전해질 첨가제를 이용한 리튬이온전지의 싸이클 특성 향상
신원경, 박세미, 김동원, Shin. Won-Kyung, Park. Se-Mi, Kim. Dong-Won 한국전기화학회 전기화학회지 8 Pages
한국전기화학회 전기화학회지 2014, Vol.17 No.3 156-163 (8 pages)
연구에서는 불소계 실란을 첨가제로 사용하여 전해액의 열화 반응을 억제함으로써 리튬이온전지의 싸이클 특성을 향상시키고자 하였다. 첨가제로 사용된 trifluoropropyltrimethoxysilane은 리튬염과 카보네이트계 유기 용매로 이루어진 액체 전해질보다 전기화학적 산화, 환원 분해반응이 먼저 일어나 음극 및 양극 표면에서 안정적인 고체전해질계면 (solid electrolyte interphase, SEI) 막을 형성하며, 5 wt.%의 첨가제를 포함하는 경우 가장 우수한 전기화학적 특성을 나타내었다. SEM 및 XPS 분석을 통해 전극 표면에 생성된 피막의... -
혼합 용매로서의 1-Ethyl-1-Methyl Piperidinium Bis(Trifluoromethanesulfonyl)Imide의 리튬 이차 전지용 전극별 거동
고아름, 김기택, Koh. Ah Reum, Kim. Ketack 한국전기화학회 전기화학회지 8 Pages
한국전기화학회 전기화학회지 2014, Vol.17 No.2 103-110 (8 pages)
연구에서는 리튬 이차 전지의 가연성이 높은 액체 전해액의 대체 또는 개선을 위하여 이온성 액체 전해액으로 전극들에서의 거동을 관찰하였다. 이온성 액체인 1-ethyl-1-methyl piperidinium bis(trifluoromethanesulfonyl)imide(PP12 TFSI)는 녹는점이 $85^{circ}C$이므로 상온에서 고체상이다. PP12 TFSI를 단독으로 전해액에 사용할 수 없으므로 리튬 이온 전지용 용매와 혼합하여 사용한다. PP12 TFSI를 50 wt.% 이상 사용하면 난연성이 아주 좋은 반면에 점도가 높아서 전해액 함침이 어렵다. 이온성 액체의 비율을 44 wt.%(이온성... -
고성능 리튬이온 전지를 위한 저마늄 나노입자의 가스상 레이저 광분해 대량 합성법 개발
김창현, 임형순, 조용재, 정찬수, 장동명, 명윤, 김한성, 백승혁, 임영록, 박정희, 송민섭, 조원일, 차은희, Kim. Cang-Hyun, Im. Hyung-Soon, Cho. Yong-Jae, Chung. Chan-Su, Jang. Dong-Myung, M 한국전기화학회 전기화학회지 9 Pages
한국전기화학회 전기화학회지 2012, Vol.15 No.3 181-189 (9 pages)
반응기 안의 가스 혼합비율에 따라 나노입자의 조성을 조절할 수 있었다. 합성된 나노입자는 얇은 탄소층(1-2 nm) 에 싸여있고, 안정한 콜로이드 용액형태로 잘 분산되어 있다. 합성된 Ge 나노입자와 Ge-RGO (reduced graphene oxide) 하이브리드 구조체 모두 리튬이온전지 특성이 50 사이클 이후 각각 800, 1,100 mAh/g의 높은 방전용량을 갖는 것을 확인하였고, 이 방법은 이전의 Ge 나노입자 합성법과 비교하여 높은 수득률, 우수한 재현성, 성분조절의 용이 하므로, 고성능 리튬 전지의 개발을 위한 음극소재로 기대된다. 이와 같은... -
리튬 이온 전지용 리튬 코발트 산화물 양극에서의 삽입 전압과 리튬 이온 전도
김대현, 김대희, 서화일, 김영철, Kim. Dae-Hyun, Kim. Dae-Hee, Seo. Hwa-Il, Kim. Yeong-Cheol 한국전기화학회 전기화학회지 5 Pages
한국전기화학회 전기화학회지 2010, Vol.13 No.4 290-294 (5 pages)
Li이온전지에 사용되는 Li코발트 산화물에서의 Li이온 삽입 전압과 전도에 관한 것이다. Li이온은 Li코발트 산화물 원자구조의 각 층을 1개씩 채우거나 한 층을 다 채우고 다음 층을 채울 수 있다. 평균 삽입 전압은 3.48V로 동일하나, 전자가 후자보다 더 유리하였다. 격자상수 c는 Li농도가 0.25보다 작을 때는 증가하였으나, 0.25보다 클 때는 감소하였다. Li농도가 증가하면, Li코발트 산화물에서의 Li이온 전도를 위한 에너지 장벽은 증가하였다. Li이온전지가 방전 중 출력 전압이 낮아지는 현상은 Li농도 증가에 따른 삽입 전압의... -
리튬 이온전지의 안전성을 구현하기 위한 난연성 전해액의 설계
최남순, 김성수, 나루카와 사토시, 신순철, 차은희, Choi. Nam-Soon, Kim. Sung-Soo, Narukawa. Satoshi, Shin. Soon-Cheol, Cha. Eun-Hee 한국전기화학회 전기화학회지 16 Pages
한국전기화학회 전기화학회지 2009, Vol.12 No.3 203-218 (16 pages)
대용량 전력공급을 요하는 영역으로의 리튬 이온전지의 응용을 위해서는 우수한 전지 신뢰성 및 안전성이 요구되어진다. 이러한 요구에 부응하기 위해서는 전지 구성 성분들은 대전류가 흐르는 조건 하에서 불가피하게 발생되는 열에 대한 저항성이 있어야 한다. 그러나 리튬 염을 해리하는 기능을 갖는 카보네이트계 유기 용매는 휘발성이 높고, 가연성 물질이기 때문에 오용 조건에서 전지의 발화, 폭발 등과 같은 열폭주 현상을 억제하지 못하고 연료로 작용하기 때문에 전지의 안전성에 문제를 일으킬 수 있다. 최근 전지의 안전성을... -
중성자를 이용한 리튬이온 이차전지 전극 구조분석
김창섭, 박헌용, 양연화, 김지영, 성백석, 김건, Kim. Chang-Seob, Park. Heon-Yong, Liang. Lianhua, Kim. Ji-Young, Seong. Baek-Seok, Kim. Keon 한국전기화학회 전기화학회지 5 Pages
한국전기화학회 전기화학회지 2007, Vol.10 No.1 20-24 (5 pages)
최근 높은 에너지 밀도를 갖고 있는 리튬 이온 이차전지에 대한 관심이 높다. 리튬 이온 이차전지는 이미 휴대용 기기로 널리 적용되고 있으며, 하이브리드 전기자동차와 같은 고출력 전지시스템에 적용을 위해 연구되고 있다. 리튬 이온 이차전지의 전극 소재는 리튬 이온의 이동에 의해서 충전 및 방전되는 현상을 활용한다. 전극으로부터 리튬 이온이 이동될 때 전극내의 구조 변화가 발생한다. 전극의 구조분석은 중성자 또는 X-선을 이용하여 분석할 수 있다. X-선은 분석 시간이 짧고, 쉽게 분석할 수 있다는 장점이 있으나...