• 제목/요약/키워드: 이차 전지

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기술현황분석: 전고체 리튬 이차전지의 연구개발 현황

  • 박동수;안철우
    • 기계와재료
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    • 제23권2호
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    • pp.68-79
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    • 2011
  • 전고체 리튬 이차전지는 기존 리튬 이차전지의 구성요소 가운데 액체 전해질을 고체 전해질로 대체한 것을 말한다. 전지의 폭발이나 화재의 위험성이 업소 제조공정이 단순화되며 고 에너지 밀도화 가능성에서 기존 리튬 이차전지보다 유리한 전고체 리튬이차전지는 차세대 이차전지로 주목받고 있다. 본고에서는 전고체 리튬 이차전지의 핵심 요소기술인 세라믹 고체 전해질과 용량 및 에너지 밀도 향상을 위한 전고체 이차전지 구조 등에 대해 연구개발 현황을 조사하였다.

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Ni-Cd 이차 팩 전지를 위한 급속 충전 알고리즘에 관한 연구 (The Study of High Speed Charging Algorithm for Secondary Park Battery of Ni-Cd)

  • 진달복;이현희;이영석
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제6권8호
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    • pp.1276-1282
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    • 2002
  • 본 논문에서는 이차 Ni-Cd 팩 전지를 40분 안에 충전시키는 빠른 충전 알고리즘에 관한 연 구를 수행하였다. 제안된 알고리즘은 충전 전압과 전류를 고려해서 4가지 상태의 알고리즘을 사용한다. 이차 팩 전지가 균등충전이 일어나도록 알고리즘을 구성하였다. 이 알고리즘은 짧은 시간에 충전이 가능하게 하며, 발열 효과를 억제하고 전지의 수명을 연장시킨다. 실험결과 Ni-Cd 이차 팩전지는 40분 안에 충전되었으며, 약 2(in회 정도의 충.반전 수명을 가질 수가 있었다.

특허정보를 이용한 이차전지 기술 동향 (The trend of secondary battery technology using patent information analysis)

  • 권영일;정대현
    • 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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    • 한국콘텐츠학회 2012년도 춘계 종합학술대회 논문집
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    • pp.353-354
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    • 2012
  • 이차전지의 응용영역이 소형시장 중심에서 향후 대형 시장으로 확대될 것으로 예상되며, 한국, 일본, 중국, 미국 등을 중심으로 시장이 형성될 전망이다. 본 연구에서는 이차전지의 특허 정보를 이용하여 현재 우리나라의 기술적 위치를 파악하고 IPC 정보를 이용하여, 기술 분야 간 관계를 규명하여 향후 이차전지 분야에서의 기술 개발 방향에 대해 제시하고자 하였다. 그 결과 한국은 현재 이차전지 시장에서 기술적으로 비교적 우위를 점하고 있지만, 전기 자동차 등 중대형 이차전지 분야에 대한 기술 개발이 상대적으로 미흡하여 이에 대한 많은 연구가 필요하다고 판단된다.

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전기차 리튬이온 배터리의 에이징 공법을 위한 배터리 온도 모니터링 및 시뮬레이션 시스템 개발 (Development of Battery Temperature Monitoring and Simulation System for Aging Method of Lithium-ion Battery for Electric Vehicles)

  • 정해민;홍성웅
    • 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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    • 한국컴퓨터정보학회 2022년도 제66차 하계학술대회논문집 30권2호
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    • pp.149-152
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    • 2022
  • 최근 전기차의 기술 발전이 급속도로 증가함에 따라 이차전지의 수요가 증가하게 되었다. 그로인해 다량의 고품질 전지를 생산하기 위해 제조 공장이 가동되고 있지만 생산된 전지의 품질의 핵심이 되는 화성공정의 에이징 과정 진행 중 온도 관리에 실패할 경우, 전지의 폭발 및 화재의 위험이 있다. 본 논문은 이차전지를 생산하는 에이징 공정의 효율적인 온도 관리를 위해 목업 모형을 만들어 온도 센서를 통한 온도 수집 및 모니터링 시스템을 개발하고, 공조기 바람을 통해 전지의 온도가 변화하는 속도를 계산하고, 이상온도에 도달해 고온의 상태가 되었을 경우 주변 전지로 전달되는 열을 시뮬레이션 통한 효율적인 공조 대책을 제시하여 이차전지 생산의 품질 향상과 화재 예방을 통해 전기차 생산에 따른 리튬이온 전지의 수요 해결에 기여한다.

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이차전지용 배터리 관리시스템 (Battery Management System for Secondary Battery)

  • 남종하
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.94-96
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    • 2008
  • 이차전지는 방전을 통하여 화학에너지를 전기에너지로 변환하여 사용하고 이의 역반응인 충전과정을 통하여 전기에너지를 화학에너지로 변환하여 저장함으로써 반복 사용이 가능하다. 많은 이차전지 중에서 리튬이차전지는 현재 핸드폰, 노트북, PDA 등 휴대용 전자기기가 보편화된 Mobile Energy 시대의 동력원이며, 최근 하이브리드 자동차, 지능형 로봇 등의 신산업분야에 적용하기 위한 고출력, 중/대형 이차전지의 개발이 활발히 진행되고 있다. 아울러 경쟁력을 확보하기 위해 전지부문에서는 에너지 밀도, 출력밀도, 사이클 수명, 안전성 등에서 지속적인 성능향상을 거듭하고 있으며, 활용면에서는 고밀도화에 따른 발열, 발화 사고의 안전성 문제를 해결하기 위해 배터리 보호회로를 필수적으로 장착하며, 이러한 보호회로는 용도에 따라 PCM(Protection Circuit Module), 스마트모듈(Smart Module), BMS(Battery Management System) 등으로 명칭되며, 각 사용분야별로 개발이 활발히 진행되고 있어 전지 시스템의 고안전성 및 고신뢰성을 추구하고 있다.

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최근 휴대폰용 배터리의 기술개발 동향 (Recent Trend of Lithium Secondary Batteries for Cellular Phones)

  • 이형근;김영준;조원일
    • 전기화학회지
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    • 제10권1호
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    • pp.31-35
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    • 2007
  • 이 리뷰를 통하여, 휴대폰용 리튬이차전지의 최근 기술동향을 설명하였다. 휴대폰용 이차전지로는 니카드, 니켈-금속수소, 리튬이온 혹은 리튬이온폴리머의 세 가지 형태의 전지가 있으며, 리튬 이차전지가 에너지밀도 측면에서 가장 성능이 우수하다. 즉, 동일한 용량을 갖는 이차전지 가운데 가장 작고 가벼운 것은 리튬이차전지이다. 이러한 리튬이차전지의 시장은 매년 약 15%의 높은 성장을 기록하고 있다. 연구개발은 $LiFePO_4$를 포함하는 새로운 양극, $Li_4Ti_5O_{10}$, Si, 주석 등의 새로운 음극소재, 새로운 전해질과 안정성 확보에 관한 것을 중심으로 진행되고 있다.

반응성 스퍼터링에 의한 마이크로 박막 전지용 산화바나듐 박막의 제작 및 전기화학적 특성평가

  • 전은정;신영화;남상철;조원일;윤영수
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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    • pp.49-49
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    • 1999
  • 리튬 이차 전지를 박막화함으로써 개발된 고상의 마이크로 박막전지는 임의의 크기 및 형태로의 제작이 가능하며 액체전해질을 사용하지 않기 때문에 작동 중 열 또는 기체 생성물이 생기지 않아 높은 안정성을 갖으며 광범위한 사용 온도 범위를 가진다. 위와 같은 장점으로 인하여 충전 가능한 고상의 박막형 리튬 이차 전지는 점진적으로 그 사용 범위가 크게 확대될 것으로 판단된다. 즉, 초소형 전자, 전기 소자는 물론이며 조만간 실현될 스마트 카드, 셀루러폰 및 PCS와 같은 개인용 휴대 통신장비의 전력 공급계로의 응용이 가능할 것이다. 특히 장수명, 고에너지 밀도를 갖는 초소형의 전지를 필요로 하는 microelectronics, MEMS등에 이용될 수 있는 이차전지에 대한 요구가 점점 가시화 됨에 따라 박막공정을 이용한 이차전지개발기술이 요구되고 있으며, 박막제조기술을 이용한 고상의 박막형 및 전지에 관한 연구가 증가하고 있다. 본 연구에서는 박막형 리튬 이차전지의 Cathode 물질로써 비정질의 산화바나듐 박막을 반응성 스퍼터링에 의하여 상온에서 증착하였다. 박막형 이차전지의 여러 가지 Cathode 물질중 산화바나듐은 다른 물질들과는 달리 비정질 형태로 매우 우수한 충방전 특성을 나타낸다. 이런 특성으로 인해 다소 전지자체의 성능은 낮지만 저전력 저전압을 필요로 하는 초소형 전자 소자와 혼성되어 이용할 수 있는 잠재성이 매우 높은 물질이다. 바나듐 타겟의 경우 타겟 표면의 ageing에 따라 증착되는 박막의 특성이 매우 달라지게 되므로 presputtering의 시간을 변화시키면서 실험하였다. 또한 스퍼터링 중의 산소의 분압도 타겟의 ageing에 많은 영향을 주므로 실험 변수로 산소분압을 변화시키면서 실험하였다. 증착된 산화바나듐 박막의 표면은 scanning electron microscopy로 분석하였으며 구조 분석은 X-선 회절분석, X-ray photoelectron spectroscopy 그리고Auger electron spectroscope로 하였다. 증착된 산화바나듐 박막의 전기화학적 특성을 분석하기 위하여 리튬 메탈을 anode로 하고 EC:DMC=1:1, 1M LiPF6 액체 전해질을 사용한 Half-Cell를 구성하여 200회 이상의 정전류 충 방전 시험을 행하였다. Half-Cell test 결과 박막의 결정성과 표면상태에 따라 매우 다른 전지 특성을 나타내었다.

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건식 공정을 통한 리튬이차전지의 재활용 연구 동향 (Overview on Pyrometallurgical Recycling Process of Spent Lithium-ion Battery)

  • 박은미;한철웅;손성호;이만승;김용환
    • 자원리싸이클링
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    • 제31권3호
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    • pp.27-39
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    • 2022
  • 리튬이차전지의 수요는 1990년대 이후로 휴대용 전자 기기 시장과 함께 지속적으로 증가되어 왔으며, 최근 전기 자동차 시장의 급격한 확장에 따라 리튬이차전지 또한 전 세계적으로 수요가 급증하였다. 이는 가까운 미래에 천연자원으로부터의 리튬 공급량을 앞설 것이며, 리튬 자원 수급의 불안정을 초래할 수 있다. 지속적으로 축적되는 수명이 다 한 폐전지 또한 환경적으로 큰 문제를 야기할 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 사용된 리튬이차전지의 재활용은 매우 중요한 기술적 과제이다. 본 연구에서는 건식 공정을 이용한 리튬이차전지의 재활용 공정과 함께 리튬 회수를 위한 추가 공정에 대해 조사하였다. 전지 재활용을 위한 건식 제련의 지속적인 연구는 리튬 및 유가 금속의 회수율을 크게 향상시켜 전기 자동차 및 휴대용 전자기기의 필수 부품인 리튬이차전지의 시장 안정화에 크게 기여할 것이다.

한국 이차전지기업의 글로벌 생산공간 재구성 연구 (A Study on the Restructuring Global Production Space of Korean Rechargeable Battery Companies)

  • 최자영
    • 한국경제지리학회지
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    • 제25권4호
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    • pp.499-513
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    • 2022
  • 본 연구는 최근 급성장하고 있는 이차전지산업을 대상으로 한다. 이차전지산업은 전기차 산업과 밀접한 관련이 있다. 그러나 그 외에도 다양한 요인들이 영향을 미치고 있다. 현재 이차전지 기업들은 기존의 입지 외에도 다양한 요인들에 의해 생산공간을 구축하는 패턴을 보인다. 이러한 생산공간의 재구성 원인을 도출하기 위해 지역 및 국가 단위의 스케일에서 영향을 미친 요인들을 집중적으로 분석했다. 그 결과 이차전지 관련 기업들은 완성차 기업과의 협력 관계, 정부의 정책적 조절행위, 주요 소재 공급의 안정성 등에 따라 입지요인이 결정되었고, 배터리 셀 기업, 소재기업, 혹은 연계를 통한 공간전략을 구사하여 글로벌 생산공간의 입지를 결정하고 있었다.

리튬이차전지의 고온 안전성 첨가제로써의 Triazine 유도체 (Thermal and electrochemical studies of triazine derivatives as flame retardant additives in Li-ion battery)

  • 안세영;김기택;감대웅;김현수
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2008년도 추계학술대회 논문집 Vol.21
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    • pp.441-441
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    • 2008
  • 전지의 안전성은 리튬이차전지에서 가장 중요한 요소로 주목받고 있다. 대형전지나 하이브리드 자동차와 같은 저장장치는 안전회로의 발전이나, 안성성과 신뢰성이 높은 물질이 도입되어야 하는 선결조건이 있다. Triazine 유도체는 산업용 난연제로 알려져 있다. 이를 전지로 도입하기 위한 시도는 아직 보고되어 있지 않다. 난연성 물질을 전지에 첨가하면, 그 난연성을 증가하는데, 전지의 성능을 저해하는 단점을 많이 관찰해왔다. 이 논문에는 Triazine 유도체를 전해액 첨가제로 사용하여, 전지성능의 저해여부를 관찰하고 아울러 전지의 열안전성을 측정함으로서 난연 첨가제로서 가능성을 판단하고자 하였다. 실험결과는 전지의 성능을 저해하지 않고 전극의 열안전성을 개선하는 것을 보여주었다.

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