• Fire Science and Engineering
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• v.30 no.2
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• pp.114-122
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• 2016

This study is to analyze the explosion and fire risks due to high temperature and short circuit current of Lithium batteries. This study selected the typical types of Li-polymer batteries and Li-ion batteries as the test samples. The result of explosion risk assessment due to the high temperature showed that, while a Li-polymer battery had $170^{\circ}C$ explosion on average, a Li-ion battery had $187^{\circ}C$ explosion. The measurement result of temperature increase due to short circuit current revealed that, in case that protection circuit module (PCM) was normally working, there was little of temperature increase due to over-current limitation. However, in case that PCM was out of order, the temperature of a Li-polymer battery increased up to an average of $115.7^{\circ}C$ and the temperature of a Li-ion battery increased up to an average of $80.5^{\circ}C$, which showed the higher risks of fire and burn.

• Resources Recycling
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• v.31 no.4
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• pp.26-33
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• 2022

Owing to the demand for lithium-ion batteries, the recovery of valuable metals from waste lithium-ion batteries is required in future. A pyrometallurgical treatment is appropriate for recycling a large number of waste lithium-ion batteries, but Li loss to slag and dust present a significant challenge. This research investigated carbonation roasting and water leaching behaviors in Li-ion batteries by graphite addition to recover Li from the NCM-based cathode materials of waste Li-ion batteries. When 10 wt% of graphite was added, CO and CO₂ gases were emitted with a rapid weight reduction at apporoximately 850 K, when heated in Ar and CO₂ atmosphere. After the rapid weight reduction, NCM was decomposed and reduced to metal oxides and pure metals. In the carbonation roasting of black powder (NCM+graphite), O₂ is generated via the decomposition of NCM, and an oxides, such as Li₂O and NiO were were also generated. Subsequently, Li₂O reacts with CO₂ to generate Li₂CO₃, and a part of NiO was reduced by graphite to produce metal Ni. In addition, up to 94.5 % Li₂CO₃ with ~99.95 % purity was recovered via water leaching after carbonation roasting.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.40 no.1
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• pp.47-53
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• 2016

The electrolyte wetting phenomena occurring in the electrode of lithium-ion battery was studied using lattice Boltzmann method (LBM). Recently, lithium-ion batteries are being mixed with small particles on the active material to increase the capacity and energy density during the electrode design stage. The change to the mixing ratio may influence the wettability of electrolyte. In this study, the changes in electrolyte distribution and saturation were investigated according to various mixing ratios of active material. We found that the variations in mixing ratio of active material affect the wetting mechanism, and result in changes to the wetting speed and wettability of electrolyte.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2000.02a
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• pp.66-66
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• 2000

Electrochromism이란 기전력 방향에 의한 가역적으로 색이 변하는 현상을 말하며, 열린 회로 기억성을 가지며 소비전력이 적고, 우수한 착색 효율을 갖는 등 여러 가지 유용성 때문에 디스플레이 및 전기적 착색 유리창에의 기술적 적용 가능성을 보이고 있다. 본 연구에서는 가장 우수한 일렉트로크로믹 특성을 내는 것으로 알려진 WO3 박막과 대향 전극으로 V2O5 박막을 사용하였다. 이들 박막은 알칼리 이온 주입물질이며, coloration.bleaching상태에서 광학 밀도가 크고, 내구성이 좋으며, 작은 비용으로 재료를 사용할 수 있다. 그리고 더 우수한 장점으로 부각되는 대면적의 코팅의 매력적인 기술인 졸겔법으로 제조 가능한 특성을 가지고 있다. 졸겔법 및 진공증착법으로 박막을 제조하고, 박막산화 및 수명저하 등의 위험이 적은 리튬이온을 이용하여 소자를 제작한 후 일렉트로크로믹 특성을 조사하고, 우수한 소자의 제조조건을 얻고자 하였다. 측정결과 졸겔법으로 제조된 WO3 박막과 V2O5 박막을 수증기 분위기에서 50$0^{\circ}C$로 1시간 열처리한 경우 가장 우수한 투과 변화율을 나타내었다. 정상전압인 2 volt보다 높은 3 volt로 cyclic voltamogram을 측정하는 과정에서 정.역방향 동작을 거듭할수록 peak이 크게 감소하는 현상을 발견하였으며, 양이온의 흐름에 의해 물질의 이동이 발생할 것이라는 판단아래 Auger depth profile을 측정한 결과 WO3막의 텅스텐과 ITO막의 인듐이 상호 확산하는 것을 관찰할 수 있었다. 이를 방지하기 위해 수백 의 텅스텐 박막을 WO3 막 위에 증착한 후 cyclic voltamogram과 Auger depth profile을 측정한 결과, cyclic voltamogram의 peak의 감소량이 1/10이하로 감호하였으며, 리튬이온의 흐름에 의한 인듐과 텅스텐의 이동을 효과적으로 방지할 수 있었다. 따라서 텅스텐 확산방지막의 삽입이 소자의 수명을 향상시킬 수 있는 효과적인 방법이라고 사료된다.

• Proceedings of the Korea Institute of Fire Science and Engineering Conference
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• 2011.04a
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• pp.371-375
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• 2011

전지는 고에너지 밀도 제품으로 화학에너지를 전환시켜 전기에너지를 운반하는 것이다. 본 실험에서는 리튬 이온전지의 열적 안정성의 위험을 평가하기 위하여 리튬이온 전해액을 Differential Scanning Calorimeter(DSC)와 modified cloed pressure vessel test(MCPVT)로 분석하였다. 실험 결과 리튬전지는 다른 전지보다 위험하며, 전지를 잘못 사용하면 열적 반응성은 연소성 물질인 전해질을 포함하고 이것이 열을 발생시켜 폭발하거나 화재가 발생할 수 있음을 제시하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2020.08a
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• pp.37-39
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• 2020

리튬이온 배터리는 동작하는 과정에서 필연적으로 열이 발생하기 때문에 적절한 열 관리에 대한 전략이 필요하다. 배터리에서의 발열은 가역적인 발열과 비가역적인 발열로 분류될 수 있으며 배터리의 용도별, 동작 조건 별 발열 특성이 상이하기 때문에, 배터리의 열적 안전성 확보를 위해서는 열적 특성에 대한 분석이 필수적이다. 본 연구에서는 고용량/고출력 리튬이온 배터리의 전기적 특성 실험을 수행하고 열적 안전성 분석을 위하여 발열 특성 분석을 수행하였다. 고용량/고출력 배터리 특성에 따라 가역적 발열과 비가역적 발열이 나타나는 특성이 상이한 것으로 확인되었으며, 또한 온도 측정 정보로부터 배터리의 내부 상태 특성을 추정하고 고장 진단 및 수명 특성에 활용될 수 있음을 확인하였다.

• Clean Technology
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• v.20 no.2
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• pp.154-159
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• 2014

In this study, PVC-LMO beads were prepared by immobilizing lithium manganese oxide (LMO) with poly vinyl chloride (PVC) diluted in dimethyl sulfoxide (DMSO) solvent on behalf of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP). XRD analysis confirmed that LMO was immobilized well in PVC-LMO beads. The diameter of PVC-LMO beads synthesized by DMSO was about 4 mm. The adsorption experiments of lithium ions by PVC-LMO beads were conducted batchwise. The maximum adsorption capacity obtained from Langmuir model was 21.31 mg/g. The adsorption characteristics of lithium ions by PVC-LMO beads was well described by the pseudo-second-order kinetic model. It was considered that the internal diffusion was the rate controlling step.

• Electrical & Electronic Materials
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• v.16 no.9
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• pp.13-22
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• 2003

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2007.02a
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• pp.40-40
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• 2007

• Ceramist
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• v.13 no.5
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• pp.54-60
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• 2010