• Resources Recycling
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• v.32 no.1
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• pp.21-32
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• 2023

Because the application of lithium has gradually increased for the production of lithium ion batteries (LIBs), more research studies about recycling using solvent extraction (SX) should focus on Li⁺ recovery from the waste solution obtained after the removal of the valuable metals nickel, cobalt and manganese (NCM). The raffinate obtained after the removal of NCM metal contains lithium ions and other impurities such as Na ions. In this study, we optimized a selective SX system using di-(2-ethylhexyl) phosphoric acid (D2EHPA) as the extractant and tri-n-butyl phosphate (TBP) as a modifier in kerosene for the recovery of lithium from a waste solution containing lithium and a high concentration of sodium (Li⁺ = 0.5 ~ 1 wt%, Na⁺ = 3 ~6.5 wt%). The extraction of lithium was tested in different solvent compositions and the most effective extraction occurred in the solution composed of 20% D2EHPA + 20% TBP + and 60% kerosene. In this SX system with added NaOH for saponification, more than 95% lithium was selectively extracted in four extraction steps using an organic to aqueous ratio of 5:1 and an equilibrium pH of 4 ~ 4.5. Additionally, most of the Na⁺ (92% by weight) remained in the raffinate. The extracted lithium is stripped using 8 wt% HCl to yield pure lithium chloride with negligible Na content. The lithium chloride is subsequently treated with high purity ammonium bicarbonate to afford lithium carbonate powder. Finally the lithium carbonate is washed with an adequate amount of water to remove trace amounts of sodium resulting in highly pure lithium carbonate powder (purity > 99.2%).

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SC
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• v.40 no.1
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• pp.39-44
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• 2003

As the portable electronic equipments are developed and popularized, the batteies are more important. To prolong life of the equipments, engineers demand to have batteries of high-power density and they are used to use Li-ion batteries popularly Li-ion batteries are better than conventional batteries, Ni-cd, about power density per volume and weight, but they have a fault that discharge voltage of them goes down. In order to maximize life of the Li-ion batterries, we have to use a converter which is suitable for the characteristic of Li-ion batteries. Therefore, capacitive idling SEPIC(Single Ended Primary Inductance Converter) that is derived from the SEPIC topology is proposed as a source of the Portable low-power applications. The converter has characteristics of buck-boost porformance. Besides, that makes it possible to increase the switching frequency by partial soft commutation of power switches through adding a diode and a switch. This paper is presented the characteristics, DC voltage conversion ratio, circuits of operation modes, of the converter and it is analized and implemented.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2010.07a
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• pp.210-211
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• 2010

본 논문에서는 전기 자동차에 사용되는 리튬 이온 배터리 전하 균일 장치를 제안한다. 제안하는 회로는 배터리 상태 정보를 얻어오는 모니터링 IC를 셀 정보 측정뿐 아니라 전하 균일 회로 제어에도 사용한다. 이러한 구조로 인하여 전하 균일 장치의 제어 및 전하 균일을 위한 배터리 상태 측정 회로가 간단해 지며, 다수의 직렬 연결 배터리에서도 부피가 작고 가격이 저렴한 전하 균일 장치를 구현할 수 있다. 본 논문에서는 88개의 리튬 이온 배터리 셀을 위한 제안하는 전하 균일 장치의 구동 방법 및 실험을 보여준다. 이 실험을 통해 제안하는 장치는 간단한 제어 방법을 통해 우수한 전하 균일 특성을 나타냄을 증명한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2016.07a
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• pp.273-274
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• 2016

본 논문에서는 LLC 공진형 컨버터 기반 리튬 이온 배터리 충전기의 통합형 보상기를 제안하였다. 제안한 보상기는 실효 커패시턴스의 변화를 고려할 수 있는 배터리 모델 기반으로 설계되어 전 충전 구간 동안 안정적인 동작이 가능하며 정전류-정전압 (CC-CV) 충전을 하나의 보상기로 구현하여 충전 모드 변환시의 과도 특성을 가지지 않는다. 제안한 통합형 보상기의 설계는 기본파 근사법과 확장기술함수를 활용하여 진행 하였으며, LLC 공진형 컨버터와 배터리팩을 이용한 실험결과를 통하여 그 유효성을 검증 하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2016.07a
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• pp.311-312
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• 2016

본 논문에서는 사이즈가 다른 고출력 원통형 리튬이온 배터리의 Remaining Useful Life(RUL)을 방전용량 기반으로 전기적 특성분석을 실시하였다. 우선, 배터리의 충/방전이 계속될 시 용량이 어떻게 변화하는지 실험해보았으며, 만충 전압(Fully Charged)에서 만방 전압(Fully Discharged) 까지의 각각의 State-Of-Charge(SOC)에서 Hybrid Pulse Power Characterization (HPPC) Test를 이용해 충전 저항과 방전 저항을 구하여, 용량과 저항의 관계를 파악하였으며, 배터리 RUL을 알기 위한 기본 정보를 확보했다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2011.11a
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• pp.299-300
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• 2011

상이한 전기화학적 특성을 가진 단위 셀들을 미리 선별하여 팩의 안전한 운용 및 배터리 관리 시스템의 성능 향상을 위해 스크리닝(screening)은 필수적이다. 그러므로, 본 논문에서는 이산 웨이블릿 변환(DWT;discrete wavelet transform)을 이용한 리튬 이온 배터리 스크리닝 방법을 제안한다. 제안된 방식은 축소된 하이브리드 자동차용 전류프로파일을 통해 얻어진 충방전 전압을 이산 웨이블릿 변환에 적용하여 저주파 전압 성분과 고주파 전압 성분으로 분리하고, 각 단계별로 얻어진 성분들의 통계처리를 실시하여 스크리닝을 구현한다. 특히, 마지막 단계에서의 저주파 전압 성분과 고주파 전압 성분은 배터리의 State-of-health(SOH)를 예측하기 위한 성분으로 정의된다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2008.06a
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• pp.577-579
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• 2008

현재 우리사회는 친환경을 요구하는 시대로 접어들었다 세계적인 추세도 같은 방향으로 흐르고 있으며, 이미 미국, 영국, 프랑스, 이태리, 일본 등의 선진국에서는 자연 친화적, 경제적 실리 추구 및 편리성을 추구하면서 청정 에너지를 사용하는 "미래형 이동수단"에 큰 관심을 갖고 우리보다 한발 앞서 나가고 있다. 이중 전기자전거는 배터리를 통해 무공해, 무소음이라는 장점을 가지고 있으며, 유지관리비가 거의 들지 않고 교통체증을 완화시켜주며, 주차에 신경쓰지 않아도 되어 교통수단에 혁신을 가져다 줄 것이라 생각된다. 본 논문에서는 소형이동 수단인 전기자전거에 채용되는 고출력 리튬이온 배터리팩의 관리시스템을 개발하였으며, 기존의 MCU를 채용하는 제품에서의 문제점이었던 소비전류는 크게 저감하고 셀 밸런싱(Cell Balancing), 온도보호(OTP, Over Temperature Protection) 등의 추가기능은 충실히 수행할 수 있으면서도 저가의 전기자전거용 배터리관리시스템(BMS, Battery Management System)을 개발하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2019.11a
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• pp.150-151
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• 2019

리튬 이온 배터리가 전기 자동차 및 다양한 어플리케이션에 적용됨에 따라 폐배터리의 수요 또한 증가하고 있다. 내부 화학적 상태가 상이한 배터리의 전기적 특성실험을 통해 파라미터를 선정할 수 있으며 전기적 특성 실험 전 후의 시간차에 따른 파라미터 변화를 반영하는 것이 필수적이다. 제조 공정과정의 파라미터의 측정값과 특성실험 후의 파라미터 재측정값을 비교함으로써 이를 3-D Kmeans Clustering 알고리즘에 반영하여 더욱 정밀한 셀 선별을 실시하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2014.07a
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• pp.528-529
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• 2014

본 논문은 리튬-이온 배터리의 OCV 예측기법에 대해서 제안하였다. OCV는 배터리의 SOC를 추정할 때 중요한 정보이다. 하지만, 정확한 OCV를 측정하기 위해서는 최소 30분 이상의 휴지시간이 소요된다는 단점을 가지고 있다. 따라서 본 논문은 이런 단점을 해결하기 위해 OCV 예측기법에 대해서 제안하였다. 제안한 OCV 예측기법의 타당성은 배터리 모델의 OCV와 예측된 OCV를 비교하는 시뮬레이션 통해 검증하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2015.11a
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• pp.99-100
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• 2015

본 논문은 Hybrid Electric Vehicle용 리튬이온배터리의 ECM (Equivalent Circuit Model) 선정 방법을 제안한다. 전기 회로를 구성하는 성분들의 특징을 분석하고, 그 결과와 EIS (Electrochemical Impedance Spectroscopy) 장비의 측정 결과를 참고하여 배터리를 모델링한다. 다양한 종류의 배터리에 이 방법을 적용하여 각 배터리에 적합한 ECM을 선정하고, 그 임피던스를 EIS 측정 결과에 비교하여 타당성을 검증한다. 또한, 기존에 제시된 ECM과 비교하여 정확도 개선을 평가한다.