• 대한기계학회논문집B
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• 제38권7호
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• pp.589-594
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• 2014

전기자동차와 하이브리드 자동차의 상용화에 따라 전기용량과 에너지 밀도가 향상된 리튬 이온 전지의 개발이 필요하다. 본 논문에서는 상장 모델을 이용하여 5산화 바나듐으로 구성된 다공성 구조물로의 리튬 이온 삽입현상을 분석하였다. 다공성 5산화 바나듐 구조물은 구멍을 갖는 구체의 구조물로 정의하였으며, 이때 구멍의 형상은 원통형이다. 원통형 구멍의 반지름, 깊이 및 개수를 조절하여 다양한 다공성 5산화 바나듐의 미세조직 형상을 고려하였으며, 각 미세조직의 형상인자와 구조물에 삽입되는 리튬 이온의 개수 사이의 관계를 분석하였다. 마지막으로 최적화 작업을 통하여 가장 많은 수의 리튬 이온이 삽입될 수 있는 다공성 5산화 바나듐의 구조체 형상을 찾아내었다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2011년도 전력전자학술대회
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• pp.413-414
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• 2011

최근 전기 자동차 배터리의 전하 균일 장치의 관심이 증가됨에 따라 제어가 간단하며 비교적 적은 소자를 통한 개별 전하 균일 장치 개발의 필요성이 대두되고 있다. 이 논문에서는 직렬 연결된 리튬 이온 배터리를 위한 개별 셀 전하 균일 장치를 제안한다. 이 장치는 하나의 공통된 인버터 동작을 공유하면서 개별로 나눠진 트렌스포머를 간단한 제어 동작을 통해 선택적으로 동작 시키는 방식을 사용한다. 이 구조를 통해 제안하는 전하 균일 장치는 전하 균일 전류를 제어함에 있어 간단한 구조와 제어 방법을 얻을 수 있다. 또한 대용량 배터리를 위한 큰 전하 균일 전류를 얻음에 있어 제안 회로는 신뢰성 있는 적은 수의 회로 소자 수를 가진다. 이 논문에서는 제안하는 장치의 회로와 동작 방법을 설명하면서, 8 개 리튬 이온 배터리를 위한 전하 균일 실험을 통해 제안 장치의 전하 균일 성능을 증명한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2015년도 추계학술대회 논문집
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• pp.113-114
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• 2015

본 논문은, 태양광 및 차세대 이동수단에 적용되는 리튬-이온 전지의 전기적 모델링를 수행하였다. 전지의 전기적 모델링을 통하여 충 방전 특성, 용량, 개방 전압, 내부 저항과 같은 전지의 특성을 모의함으로써, 다양한 환경에서 어플리케이션에 적용할 전지를 테스트해 볼 수 있다. 리튬-이온 전지는 LGD 18650 B4(2,600mAh) 모델을 사용하였으며, 실험과 시뮬레이션을 통하여 설계된 모델의 타당성을 검증한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2018년도 추계학술대회
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• pp.129-130
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• 2018

리튬 이온 배터리가 전기 자동차 및 다양한 어플리케이션에 적용됨에 따라 배터리 관리 시스템(BMS)의 중요도가 높아지고 있다. 리튬 이온 배터리의 SOC(State of Charge) 및 단자전압 추정은 BMS에서 필수적이며 다양한 알고리즘을 통해 연구되고 있다. 본 논문에서는 비지도 학습 알고리즘인 뉴럴 네트워크의 학습을 위해 특성 파라미터(Characterstic Parmeter)를 선정하였으며, 특성 파라미터의 학습을 통해 리튬 이온배터리의 단자 전압 및 SOC를 추정하였다.

• 공업화학전망
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• 제23권5호
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• pp.12-20
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• 2020

최근 층상구조를 가진 전이금속 칼코겐 화합물이 새로운 고성능 리튬이온전지 음극소재로서 주목받고 있다. 층상구조 물질들의 고성능 전극 소재 활용에 있어 박리를 이용한 정확한 층의 개수 조절은 전기화학 반응성을 증가시키고, 전극 필름 내에서의 균일한 거동을 위해서 매우 중요하다. 볼 밀링 공정은 이차전지 전극 소재 제조에 있어서 주로 물질의 분쇄나 고상 화학반응을 유도하여 합금 형태의 전극 소재 개발에 보편적으로 사용되는 공정이나, 층상구조를 가진 전이금속 칼코겐 화합물에 적용하면 층상구조 물질에 고체윤활작용을 일으켜 박리가 촉진된다. 이러한 성질을 이용하여 다양한 종류의 전이금속 칼코겐 화합물(예: MoS₂, MoSe₂, NbSe₂)에 적절한 카본 매트릭스 물질과 복합화를 통해 새로운 전극 소재를 합성하고, 이를 통해 고성능 리튬이온전지 음극 소재를 제조하는 연구 동향에 대해 보고하고자 한다.

• 에너지공학
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• 제20권4호
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• pp.278-285
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• 2011

본 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 짧아짐을 정량적으로 해석할 수 있었다. 이에 부가하여 전지내에서 리튬이온의 물질전달 현상을 해석하여, 전지의 충방전 특성과의 상관관계를 고찰하였다.

• 공업화학
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• 제31권5호
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• pp.509-513
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• 2020

본 연구는 리튬이온 이차전지의 음극재로서 TiO₂ 마이크로콘/CNT 복합체를 제조하여 배터리의 성능을 측정하였다. 양극산화법을 통해 리튬이온이 저장될 수 있는 넓은 표면적의 나노조각으로 구성된 TiO₂ 마이크로콘 구조를 제조하였다. 이어서 polarization과 전기 영동법을 통해 CNT를 증착하였다. TiO₂ 마이크로콘/CNT 복합체 전극은 전기전도도와 리튬이온 전도도가 향상되어 순수한 TiO₂ 마이크로콘 전극 대비 더 높은 용량과 사이클 안정성을 보였다. 또한 TiO₂ 마이크로콘/CNT 복합체는 최대 20 C의 높은 전류밀도에서도 우수한 수명특성과 속도유지율을 보였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제6권2호
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• pp.69-74
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• 1999

흑연 및 카본계 재료는 층상구조 내부로 리튬이온을 가역적으로 intercalation /deintercalation시킬 수 있는 특성을 지니고 있다. 리튬이온이 intercalation된 카본의 전기화학적 퍼텐셜은 리튬금속에 가까운 값이므로, 리튬이온전지의 부극용 재료로 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 petroleum pitch를 열분해시킨 후, 700~$1300^{\circ}C$의 서로 다른 온도에서 각각 3시간 동안 열처리한 카본을 사용하였다. XRD 측정 결과, 카본의 결정성은 열처리 온도와 함께 증가하였다. 충방전 특성 시험 및 전해질과 카본전극 표면 사이의 계면 반응특성은 각각 0.1C의 속도로 정전류법에 의한 충방전 시험과 순환전압전류법(CV)에 의해 평가하였으며, 열처리 온도와 충방전 횟수에 따른 용량과의 관계에 대하여 논의하였다. 가역용량(reversible capacity)은 열처리 온도가 증가함에 따라 $1000^{\circ}C$까지는 증가하지만, 그 이상의 온도에서는 약간 감소하는 경향을 보였다. 또한, 충방전 횟수가 증가할수록 충전용량은 감소하지만, 가역특성(reversibility)은 향상되었다.

• 한국음향학회지
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• 제41권6호
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• pp.669-679
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• 2022

리튬이온 배터리는 다양한 전자장치에 사용되어왔다. 리튬이온 배터리의 사용이 대중화됨에 따라, 온도, 진동, 쇼크 및 충전 환경과 같은 다양한 요인들이 배터리의 전기화학적 거동 변화에 미치는 영향을 밝히기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 한편, 지구온난화가 심화되면서 자동차 회사들은 내연기관을 대체하는 파워시스템으로 리튬 이온 배터리를 사용하기 시작했다. 하지만, 배터리는 정적인 시스템을 기반으로 발전되어왔다. 이러한 관점에서, 구조 진동체의 변수와 배터리의 관계를 밝히기 위한 많은 노력이 이루어지고 있다. 본 종설 다이나믹 시스템과 배터리의 관계에 대한 그간의 연구를 요약하고 이를 바탕으로 앞으로의 연구에 대해 전망하고자 한다. 먼저, 전기차의 진동프로파일을 모델링하는 방법에 논하고, 이들이 배터리에 적용되었을 때의 전기화학적 거동에 대하여 다루었다. 이어서 물리적 충격 및 관통, 초음파 등이 배터리에 대해 미치는 영향을 기술하였다. 마지막 단락에서는 전기차와 배터리의 공존 관점에서, 다이내믹 구조물에 특화된 배터리의 디자인, 배터리에 초점을 맞춘 다이내믹 구조물의 관점에서 전기차 샤시 및 배터리에 대한 견해를 기술하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.14-20
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• 2018

전기자동차는 가솔린 자동차와는 달리 배출가스가 없어 친환경 차량을 대표하지만, 장착된 축전지에 충전된 전기로 구동되기 때문에, 1회 충전으로 갈 수 있는 거리가 전지의 에너지 밀도에 의해 좌우된다. 따라서 높은 에너지 밀도를 갖는 리튬이온 전지가 전기자동차용 전지로 유력한 후보이다. 리튬이온 전지의 효율을 지배하는 중요한 구성품은 전극이므로 전극 제조공정은 리튬이온 전지 전체 생산 공정에서 중요한 역할을 한다. 특히 전극의 제조 공정 중 코팅 공정은 성능에 큰 영향을 미치는 매우 중요한 공정이다. 본 논문에서는 전극 제조에서 코팅 공법의 효율성 및 생산성 증대를 위한 혁신적인 공정을 제안하고, 장비 설계 방법 및 개발 결과에 대하여 기술하였다. 구체적으로, 극판 핵심 코팅 품질 25% Upgrade 기술, 제품 고출력/고용량화 에 따른 조립 마진 감소 대응 가능 기술, 그리고 제품 용량 품질 및 조립 공정 수율 향상 기술들에 대한 설계 절차 및 개발방법을 제시하였다. 결과로 리튬이온 배터리의 셀의 제품 수명 개선 효과를 확보 하였다. 기존의 코팅 공정과 비교할 때 양극 용량 유지 위해 Target Loading Level 유지, 산포를 향상시켰다(${\pm}0.4{\rightarrow}{\pm}0.3mg/cm^2r$감소).