한국정보처리학회:학술대회논문집 (Annual Conference of KIPS)

한국정보처리학회 (Korea Information Processing Society)
권호 표지

이미지 기반의 NCM 양극재 일차 입자의 종횡비 분석

Analysis of Primary Particle Aspect Ratio in NCM Cathode Materials based on Images

  • 오준석 (강원대학교 문화예술.공과대학 배터리융합공학과) ;
  • 곽다경 (강원대학교 경제.정보통계학부 정보통계학과) ;
  • 정현승 (강원대학교 문화예술.공과대학 기계의용.메카트로닉스공학과) ;
  • 권용현 (한양대학교 공과대학 데이터사이언스전공) ;
  • 류병석 (연세대학교 공과대학 화공생명공학과) ;
  • 김영균 (융합소프트웨어랩)
  • Junseok Oh (Dept. of Battery Convergence Engineering, Kangwon National University) ;
  • DaGyeong Kwak (Dept. of Information Statistics, Kangwon National University) ;
  • HyeonSeung Jeong (Dept. of Mechatronics Engineering, Kangwon National University) ;
  • Yonghyun Kwon (Dept. of Data Science, Hanyang University) ;
  • Byeongseok Ryu (Dept. of Chemical & Biomolecular Engineering, Yonsei University) ;
  • YoungGyun Kim (Convergence Software Lab.)
  • 발행 : 2024.10.31
PDF 다운로드
⟨ 이전 논문 다음 논문 ⟩

초록

NCM 양극재는 높은 에너지 밀도로 인해 전기차 배터리에 널리 사용되며, 더 큰 용량과 긴 수명을 제공한다. 그러나 충방전 과정에서 발생하는 성능 저하는 양극재의 열화와 관련이 있다. 이를 억제하기 위해 고종횡비의 긴 막대 형태의 일차 입자를 설계하여 미세 균열과 화학적 열화를 방지하는 것이 중요하다. 본 연구는 OpenCV를 활용해 양극재 단면의 전자현미경 이미지를 분석하고 양극재 일차 입자의 배향성과 종횡비를 정량적으로 분석하여, 배터리 소재 연구에서 더 객관적이고 신뢰성 있는 데이터를 제공하고자 한다.

키워드

참고문헌

  1. LG Energy Solution. "인포그래픽9: 양극재 NCM." Inside LG Energy Solution, Apr. 2023, https://inside.lgensol.com/2023/04
  2. Gang, M.-B., Kim, W.-Y., & Kim, N.-J. Numerical comparative study on the thermal runaway of NCM/LFP batteries of the same geometry. Korean Society for Geothermal and Hydrothermal Energy, 18(4), 1-11 .(2022).
  3. Park, N.-Y., Park, G.-T., Kim, S.-B., Jung, W., Park, B.-C., & Sun, Y.-K. Degradation Mechanism of Ni-Rich Cathode Materials: Focusing on Particle Interior. ACS Energy Letters, 7(7), 2362-2369. (2022).
  4. Li, J., Zhou, Z., Luo, Z., He, Z., Zheng, J., Li, Y., Mao, J., & Dai, K. Microcrack generation and modification of Ni-rich cathodes for Li-ion batteries: A review. Sustainable Materials and Technologies, 29, e00305. (2021).
  5. Park, N.-Y., Ryu, H.-H., Park, G.-T., Noh, T.-C., & Sun, Y.-K. Optimized Ni-rich NCMA cathode for electric vehicle batteries. Advanced Energy Materials, 11(2003767), 1-9. (2021).
  6. Kim, Y., Park, K. J., Lee, H., Choi, S., & Sun, Y. K. Insights into the microstructural engineering of cobalt-free, high-nickel cathodes based on surface energy for lithium-ion batteries. Advanced Energy Materials, 13(21), 2204054. (2023).
  7. Han, D., Zhang, H., Chen, Z., & Wang, Q. Enhancing the long-term cycling stability of Ni-rich cathodes via regulating the length/width ratio of primary particle. Energy Materials, 4, 400001. (2024).
  8. Ryu, H. H., Park, K. J., Sun, Y. K., & Aurbach, D. Capacity fading of Ni-rich Li[NixCoyMn1-x-y]O2 (0.6 ≤ x ≤ 0.95) cathodes for high-energy-density lithium-ion batteries. Chemistry of Materials, 30(4), 1155-1163. (2018).
  9. Kim, U. H., Kuo, L. Y., Sun, Y. K., & Aurbach, D. Heuristic solution for achieving long-term cycle stability for Ni-rich layered cathodes at full depth of discharge. Nature Energy, 5(11), 860-869. (2020).
  10. OpenCV, https://opencv.org/releases/
  11. G. Deng and L. W. Cahill, "An adaptive Gaussian filter for noise reduction and edge detection," 1993 IEEE Conference Record Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference, San Francisco, CA, USA, pp. 1615-1619 vol.3, doi: 10.1109/NSSMIC.1993.373563. (1993).
  12. Estevao S. Gedraite, Murielle Hadad, "Investigation on the Effect of a Gaussian Blur in Image Filtering and Segmentation", 53rd International Symposium ELMAR-2011, 14-16 September 2011, Zadar, Croatia