The lithium-ion battery recycling process has been classified into direct recycling, hydrometallurgical process, and pyrometallurgical process. The commercial process based on the hydrometallurgical process produces black mass through pretreatment processes consisting of dismantling, crushing and grinding, heat treatment, and beneficiation, and then each metal is recovered by hydrometallurgical processes. Since all lithium-ion battery recycling processes under development conducts hydrometallurgical processes such as leaching, after the pretreatment process, to produce precursor raw materials, this article suggests a classification method according to the pretreatment method of the recycling process. The processes contain sulfation roasting, carbothermic reduction roasting, and alloy manufacturing, and the economic feasibility of the lithium-ion battery recycling process can be enhanced using unused by-products in the pretreatment process.
Proceedings of the Korean Fiber Society Conference
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1998.10a
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pp.505-507
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1998
Li이온 전지는 높은 작동전압(3.03V), 높은 에너지밀도 등의 특성 때문에 최근 급격히 발달하는 휴대용 전자기기에 크게 이용되고 있다 흑연은 리튬이온(직경 0.61$\AA$)의 삽입에 따라 층간거리(이론값 3.354$\AA$)가 3.7$\AA$까지 증가하기 때문에 반복되는 충방전에 따라 전지의 형태안정성에 관한 문제가 발생하게된다. 한편 흑연의 선단면에서 전해액과 반응하여 충방전 효율이 감소되는 원인이 된다. (중략)
In this review article, we are going to explain the recent development of lithium secondary batteries for a cellular phone. There are three kinds of rechargeable batteries for cellular phones such as nickel-cadmium, nickel-metal hydride, and lithium ion or lithium ion polymer. The lithium secondary battery is one of the most excellent battery in the point of view of energy density. It means very small and light one among same capacity batteries is the lithium secondary battery. The market volume of lithium secondary batteries increases steeply about 15% annually. The trend of R&D is focused on novel cathode materials including $LiFePO_4$, novel anode materials such as lithium titanate, silicon, and tin, elecrolytes, and safety insurance.
Smelting reduction of spent lithium-ion batteries results in metallic alloys, slag, and dust containing Li(I). Precipitation of Li2CO3 was performed using the synthetic leachate of the dust. Herein, the effects of the precipitant and addition of non-aqueous solvents on the precipitation of Li(I) were investigated. Na2CO3 was a more effective precipitating agent than (NH4)2CO3 owing to the hydrolysis reaction of dissolved ammonium and carbonate. The addition of acetone or ethanol improved the Li(I) precipitation percentage for both the precipitants. When using (NH4)2CO3, the Li(I) precipitation percentage increased at a solution pH of 12. Under the same conditions, the Li(I) precipitation percentage using Na2CO3 was much higher than that using (NH4)2CO3.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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v.35
no.6
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pp.649-656
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2011
A model for the numerical simulation of lithium-ion batteries (LIBs) is developed for use in battery cell design, with a view to improving the performances of such batteries. The model uses Newman-type electrochemical and transfer $theories^{(1,2)}$ to describe the behavior of the lithium-ion cell, together with the Levenberg-Marquardt optimization scheme to estimate the performance or design parameters in nonlinear problems. The mathematical model can provide an insight into the mechanism of LIB behavior during the charging/discharging process, and can therefore help to predict cell performance. Furthermore, by means of least-squares fitting to experimental discharge curves measured at room temperature, we were able to obtain the values of transport and kinetic parameters that are usually difficult to measure. By comparing the calculated data with the life-test discharge curves (SB LiMotive cell), we found that the capacity fade is strongly dependent on the decrease in the reaction area of active materials in the anode and cathode, as well as on the electrolyte diffusivity.
본 논문에서는 리튬공기(Li-Air) 배터리를 소개하고 전기화학적 특성분석을 간단히 진행하였다. 우선, 리튬공기 배터리의 동작원리를 소개하고 기존 리튬이온(Li-Ion) 배터리와의 차이점을 제시하였다. 각 만방전압에 따른 배터리의 전기화학적 특성분석을 위해 방전용량 및 임피던스 특성커브를 분석하였다. 더불어, 향후 State-of-charge(SOC) 추정을 위한 데이터를 위해 Open-circuit voltage(OCV) 및 실제 충방전 전류 프로파일에 따른 충방전 전압을 분석하였다.
Proceedings of the Korean Institute of Intelligent Systems Conference
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2007.04a
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pp.185-188
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2007
본 논문은 하이브리드용 자동차의 리튬 이온 전지의 사이클 라이프에 따른 용량의 감소를 예측하고 잔량을 예측하기 위한 지능형 스마트 모듈의 설계를 제안한다. 리튬 이온 전지는 충 방전 횟수에 따라 전하를 담을 수 있는 용량이 감소하고, 방전 전압이 비선형이므로 정확한 잔량 예측이 어렵다. 따라서, 지능형 스마트 모듈은 전압과 전류, 온도의 측정을 위한 데이터 수집 장치를 제작하고 퍼지 로직을 이용한 잔량 측정 알고리즘을 통해 정확도가 높은 리튬 이온 전지의 잔량을 예측하고, 충 방전 실험 값과 퍼지 로직을 이용한 결과 값의 비교를 통해 그 효용성을 보인다.
리튬 이온 전지를 사용하기 위해선 내부 상태를 추정하는 알고리즘이 필요하다. 알고리즘 적용을 위해 리튬 이온 전지에서 나오는 전압과 전류신호를 이용해 전기적 등가 회로 모델을 설계한다. 이 모델은 전압원, 저항, 캐패시터로 구성되어 있으며, 충전과 방전 시 발생하는 전기적 신호를 모사한 것이다. 전기적 등가 회로 모델 분석에 사용되는 상태방정식은 알고리즘과 상황에 따라 변경된다. 본 논문에서는 연속시간 상태방정식과 이산시간 상태방정식에 대해 다루었다. 그리고 실제 알고리즘에 적용해 성능을 확인하였다.
본 논문에서는 리튬 이온(Li-ion) 배터리의 열화과정 및 SOH(State-of-Health, 잔존수명) 판별방법에 대해 분석하였다. 리튬 이온 배터리의 SOH는 충/방전 주기의 횟수와 방법 및 전류에 따라 달라지며, 특히 온도에 따라 임피던스가 민감하게 변화하며, 그 과정에서 OCV(Open Circuit Voltage, 개방전압)가 변하게 된다. 따라서 온도변화와 배터리의 충/방전 과정에서 변화하는 임피던스의 특성과 그에 따른 OCV 변화를 고려하여 SOH 판별하는 방법과 리튬 이온 배터리의 열화 과정을 분석하여 소개한다.
Material of the gasket for lithium ion battery requires the chemical resistance, the electrical insulting property, the compression set, the anti-contamination level and the low temperature resistance. We compounded ethylene propylene diene monomer (EPDM), which showed widely different solubility parameter index, with adjusting the amount of metal oxide as an activator. We did long-term test and compression set against an electrolyte with consideration for operating conditions in lithium-ion battery. In these tests, we checked the physical, chemical characteristics and the effect to lithium ion battery with different kinds of activators. In case of rubber with ZnO as an activator, through 1000 h depositing test in propylene carbonate which is one of representative solvents, we could get the satisfying characteristics and result. However, $Zn^{2+}$ had eluted in the ion elution test. So, ZnO should be limited in EPDM compound for the gasket material in lithium-ion battery.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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