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

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제39권6호
• /
• pp.639-644
• /
• 2015

원형 리튬 전지는 노트북, 파워툴이나 전기 자동차와 같이 고용량/고율 방전이 필요한 분야에서 널리 사용되는 이차전지 중의 하나로 저장된 화학 에너지를 전기화학적 반응을 통해 전기 에너지로 변환하는 장치이다. 센터 핀은 원형 리튬 전지 내에 가스 분출 채널 확보를 위해 젤리-롤 중심홀이 충/방전 중 좁혀지는 것을 방지하고, 낙하 충격 시 완충 작용으로 분리막 손상을 방지하여 내부 단락을 막아주는 역할을 담당하는 부품이다. 본 연구에서는 센터 핀의 중요한 역할들에 대해 실험적으로 검증하기 위해서 센터 핀 유/무에 따른 2 가지 실험을 진행하였다. 하나는 연속 50 회 충/방전 싸이클 후의 젤리-롤 중심홀의 변화이고, 다른 하나는 UL 표준 기준에 의한 자유 낙하 충격 실험을 통한 젤리-롤 내 분리막 손상에 의한 내부 단락 여부이다. 이러한 실험적 결과를 바탕으로 원형 전지의 센터핀이 안전성 측면에서 반드시 필요한 부품임을 확인할 수 있었다.

• 전기화학회지
• /
• 제21권2호
• /
• pp.39-46
• /
• 2018

많은 실험실 기반의 리튬이차전지 실험결과는 코인셀로부터 얻어진다. 이는 조립의 용이성, 저렴한 가격, 실험 결과의 우수한 재연성 등에 기인한다. 코인셀은 케이스(case), 가스켓(gasket), 스페이서(spacer disk), 스프링(wave spring)로 구성되어 있으며, 이러한 구조적인 특성으로 인하여 코인셀은 상용화된 파우치, 각형 및 원통형 전지에 비하여 전극 무게 대비 많은 양의 전해질을 포함하게 된다. 하지만 과량의 전해액이 셀의 성능에 미치는 영향에 대한 연구는 현재까지 이루어지지 않은 상황이다. 본 연구에서는 액체 전해액의 양을 다르게 제어하여 코인셀에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 전해액의 양은 전극 용량 대비 30, $100mg\;mAh^{-1}$(전해액의 양/전극용량)로 제어하였으며, 조립된 셀의 전해액 함량에 따른 전기화학적 특성을 확인하기 위해 초기 충 방전 곡선과 상온 ($25^{\circ}C$), 고온 ($60^{\circ}C$) 및 고전압(4.5 V)에서의 수명특성평가를 진행하였다. $30mg\;mAh^{-1}$의 전해액을 포함하는 단위 전지의 경우, 고온 및 고전압 조건에서 $100mg\;mAh^{-1}$의 경우에 비해 매우 우수한 방전 용량 유지 특성을 나타내었다. 전자는 후자보다 더 큰 내부저항 증가를 보였으며, 이를 통해 전해액의 양이 전지의 방전 용량 유지 특성에 매우 큰 영향을 미치고 있음을 확인하였다.