• 제목/요약/키워드: 리튬전지

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리튬이차전지의 고효율 충전법 연구 동향 (Research Trend of High-Efficiency Charging Method for Lithium Rechargeable Batteries)

  • 김광만;이영기;양일석;김종대
    • 전자통신동향분석
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    • 제25권5호
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    • pp.11-19
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    • 2010
  • 유비쿼터스 시대의 모바일 전력원으로서 가장 유용한 리튬이차전지의 충전방식은 1991년 리튬이온전지의 상용화 이후 정전류-정전압 방식의 충전법이 고수되어 왔다. 그러나 압전, 열전 등 신재생에너지에 의한 에너지 하베스팅으로 생성되는 전력의 성질이 전압과 전류의 범위가 매우 다양하므로 효율적으로 저장할 수 있는 에너지 매니지먼트 체계가 필요하다. 이에 대한 기반연구로서 리튬이차전지의 고효율 충전을 위한 다양한 방식이 고려되어 왔으며, 본 동향분석서에서는 이러한 충전방식에 따라 리튬이차전지 내부 소재가 받는 영향과 여러 충전방식의 장단점을 분석하고, 최적 충전방식의 기준을 정리한다.

리튬 망간 실리케이트 양극재료 개발의 최근 기술동향 (Review of Recent progress in the development of Li2MnSiO4 cathode material)

  • 김유상
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2014년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.147-148
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    • 2014
  • 1990년에 Sony사는 탄소 음극과 리튬 코발트 산화물($LiCoO_2$) 양극을 함유하는 최초의 상용 리튬이온 전지를 발표하였다. 이후, 전지 성분을 변형하여 안전성과 전기화학적 용량을 향상시키고 비용을 줄이기 위한 연구가 수행되었다. 이러한 관심의 대부분은 양극 용량이 전지 용량을 한정하고 전지 비용의 40%까지 양극 원재료 비용에서부터 비롯되었기 때문에 양극 대체기술 개발에 집중되었다. 리튬이온 전지는 현재 휴대용 전자 기기 시장을 좌우하고 있다. 또한 온실가스 배출의 감소를 요구하는 환경보호에 대한 관심에 대한 새로운 시장 기회가 조성되었다. 1990년대 이후, 비독성의 저가 재료를 사용하여 환경 영향과 비용을 최소화 하려는 노력을 경주하면서 에너지 밀도를 극대화하고, 리튬 삽입과 추출의 유용 범위를 확대하여 용량을 극대화하고 있다.

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고용량 리튬 이온 전지의 정전력 출력에 따른 충전 상태와 에너지 상태의 변화에 관한 연구 (Research on State of Charge and State of Energy variation through constant power discharge in high capacity lithium ion battery)

  • 한승윤;김재원;송현철;이성준;김종훈
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2020년도 전력전자학술대회
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    • pp.124-126
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    • 2020
  • 다양한 기기에 적용된 리튬 이온 전지의 출력은 전력으로 계산되며, 리튬 이온 전지는 전류 기반의 해석뿐만 아니라 전력기반의 해석 또한 필수적이다. 본 논문은 리튬 이온 전지의 정전력 입력과 출력에 따른 전류 관점의 분석과 전력 관점의 분석을 수행하였다. 리튬 이온 전지에서 정전력 입력 및 출력 시, 충전 상태와 에너지 상태 변화의 차이를 및 용량과 에너지 변화를 분석하였다.

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원전 비상전원 설계를 위한 납축전지 및 리튬계열전지 전기적 특성 비교 (Comparison of electrical characteristic between Lead-Acid Battery and Lithium-based Battery for Designing in NPPs)

  • 박성윤;김건우;김종훈;박성백
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2018년도 추계학술대회
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    • pp.119-120
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    • 2018
  • 국내 원자력 발전소의 비상전원공급을 위하여 대체교류디젤 발전기와 납축전지를 사용하고 있다. 납축전지는 온도, 방전 전류, 수명 및 안정성 등에서 리튬계열전지와 비교되고 있으며, 전기적 특성이 우수하고 안정성이 높은 리튬계열전지의 사용이 고려되고 있다. 본 논문은 원전의 비상전원 설계를 위하여 납축전지와 리튬계열전지의 전기적 특성을 비교 분석하였다.

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리튬이차전지용 음극 소재 기술 개발 동향 (Recent Developments in Anode Materials for Li Secondary Batteries)

  • 김성수
    • 전기화학회지
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    • 제11권3호
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    • pp.211-222
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    • 2008
  • 휴대용 전자기기의 전원으로 채용되어 상업적으로도 성공을 거두고 있는 리튬이차전지는 HEV(Hybrid Electric Vehicle)와 같은 비IT용 전원으로서도 중요성을 더하고 있다. 리튬이차전지는 리튬금속을 사용함에 따라서 초래되는 안전성을 문제를 탄소계음극을 채용하고 이에 따른 안전기구를 확보함에 의해 상용화 되었다고 할 수 있다. 이와 같이 전지에 있어 전극소재의 개발은 핵심기술이라 할 수 있으며, 점차 그 응용처가 확대되어 가고 있는 리튬이차전지의 전극소재 개발은 전지 산업뿐만 아니라 타 산업에 미치는 영향은 크다고 할 수 있다. 여기서는 리튬이차전지가 상용화되어 온 이후 채용되어온 음극과 개발중인 음극 후보에 대해 그 장단점을 분석해 보고자 한다.

리튬이온 이차전지용 금속이온 선택성 술폰화 폴리아릴렌에테르술폰 공중합체-폴리올레핀 함침격리막 제조 및 특성 (Preparation and Characterization of Sulfonated Poly (Arylene Ether Sulfone) Random Copolymer-Polyolefin Pore-filling Separators with Metal Ion Trap Capability for Li-ion Secondary Battery)

  • 정연태;안주희;이창현
    • 멤브레인
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    • 제26권4호
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    • pp.310-317
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    • 2016
  • 리튬이온 이차전지는 리튬이온이 이동하면서 전기화학적 충방전사이클을 완성하는 에너지변환장치를 의미한다. 리튬이온 이차전지는 높은 에너지밀도와 낮은 자가방전률, 상대적으로 긴 수명주기 등 다양한 장점을 갖는다. 최근 전기차 수요증가는 고용량 리튬이온 이차전지 개발을 촉진하고 있으나 음극에서의 dendrite 형성으로 인한 전기적 단락 현상과 전지 폭발 문제와 같은 심각한 안전문제를 야기한다. 또한, 리튬이온 이차전지 구동시 상승된 온도에서 폴리올레핀계열(예 : 폴리에틸렌과 폴리프로필렌) 격리막의 열수축 문제가 발생한다. 이와 같이 낮은 열 안정성은 리튬이온 이차전지의 성능과 수명의 감소로 이어진다. 본 연구에서는 폴리올레핀계열 함침격리막 제조를 위한 중요한 소재로서 술폰화 폴리아릴렌에테르술폰 랜덤 공중합체를 사용하였으며, 제조된 격리막을 이용하여 dendrite 형성과 관련된 금속이온 흡착 능력과 리튬이온전도성, 열적 내구성이 평가되었다.

성능향상을 위한 리튬전지의 Cathode active material에 관한 연구 (A Study on Cathode active material of Li/MnO$_2$ Battery for performance improvement)

  • 김학주;송수정
    • 한국산학기술학회:학술대회논문집
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    • 한국산학기술학회 2001년도 추계산학기술 심포지엄 및 학술대회 발표논문집
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    • pp.79-84
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    • 2001
  • 본 논문에서는 리튬전지의 Cathode active material로 CMD(chemical manganese dioxide)를 사용하여 현재 사용중인 EMD(electrolytic manganese dioxide)와 공정 수율 및 특성과 방전 성능을 비교함으로써 새로운 cathode active material.로의 적용 가능성을 확인하기 위함이다.

연료전지를 이용한 리튬배터리 충전기의 디지털 제어 (Digital Control of the Fuel Cell Powered Lithium Battery Charger)

  • 박용진;최우진
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2014년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.189-190
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    • 2014
  • 본 논문에서는 Proton Exchange Membrane Fuel Cell (PEMFC) 연료전지의 출력을 동기정류 방식의 벅컨버터로 변환하여 2개의 리튬 폴리머 배터리를 충전하기 위한 시스템의 디지털 제어에 관해 논의한다. 배터리의 충전시 중요한 요소인 출력 리플의 제한 조건을 만족시키도록 컨버터를 설계하고, DSP를 이용하여 이중제어 루프를 구성함으로써 충전기를 제어하였다. 컨버터 제작과 리튬전지를 이용한 충전 실험을 통해 제안한 회로와 제어기 설계 방식의 타당성을 검증하였다.

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리튬전지의 생산성 향상을 위한 AI Foil spec. 변경에 관한 연구 (A study on productivity improvement of Li/MnO$_2$ battery by change of AI Foil spec.)

  • 김학주;송수정
    • 한국산학기술학회:학술대회논문집
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    • 한국산학기술학회 2001년도 추계산학기술 심포지엄 및 학술대회 발표논문집
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    • pp.91-94
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    • 2001
  • 리튬전지의 vent cap ass'y용의 AI foil에 LDPE(low density polyethylene)만을 coating하였으나 LDPE는 vent cover인 sus와의 열접착성이 우수하지 못하기 때문에 vent 조립시 상당한 주의가 필요했다. 그러나, LDPE보다 열접착성이 우수한 EVA(ethylene vinylacetate)와 EAA(ethylene acrylic acid)의 2중 coating된 AI foil을 이용함으로 열접착성을 향상시킬 수 있었다. 이에 따라, 전해액 누액 등의 전지 불량 원인을 제거함과 동시에 vent cap ass'y의 조립시 공정 불량까지 감소시킬 수 있었다.

전해액 누액에 의한 리튬이차전지 보호회로의 영향 (Effect of Protection Circuit Module for Li-Secondary Battery on Electrolyte Leakage)

  • 남종하
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2016년도 전력전자학술대회 논문집
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    • pp.413-414
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    • 2016
  • 리튬이차전지는 양극과 음극이 충전과 방전을 반복적으로 수행할 수 있는 구조를 가지고 있으며, 전극 내에서의 이온의 삽입 및 탈리가 용이하고 이들 과정이 진행되는 동안 전극의 구조가 안정하게 유지되어야 하는 전해질은 이온의 전달을 용이하게 하여야 한다. 전지에서 전극 내로 삽입되는 이온은 집전체를 통해 전극으로 들어온 전자와 전하중성을 이루어 전극 내에 전기 에너지를 저장하는 매개체가 된다. 리튬이차전지에서 전해액은 유기 전해액이 사용되고 있으며, 유기용매에 이온원으로서 용질인 리튬염을 용해시킨 것이지만 폭 넓은 환경조건하에서도 이온의 이동을 계속적으로 원활하게 하여 실용전지로서 충분한 역할을 하도록 만드는 중요한 재료이다. 본 논문에서는 전지에서 유기 전해액의 누액이 발생시 보호회로에 미치는 영향에 대해 소개하고자 한다.

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