• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2010년도 추계학술대회
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• pp.207-208
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• 2010

연료전지와 같은 신재생에너지원은 부하변동에 강인하게 대처하기 어려운 특성을 지니고 있어 단독으로 사용될 경우 전력품질 문제를 야기 할 수 있으며, 따라서 이를 보상하기 위한 보조 에너지 저장장치의 사용이 요구된다. 슈퍼커패시터는 전력밀도가 높고 사이클 수명이 긴 특성을 지니고 있어, 주 에너지원의 느린 응답특성을 보상하는 데에 유용하게 사용될 수 있다. 본 논문에서는 슈퍼커패시터의 최적 충방전을 위한 양방향 하프브리지 컨버터의 설계 및 제어에 관해 기술한다. 최적 충방전 전류의 값을 결정하기 위해 EIS 실험을 통해 슈퍼커패시터 모듈의 임피던스 특성을 분석하였고, 충전 전류별 충전 효율이 달라지는 원인을 분석하였으며, 위상제어에 의한 하프브리지 컨버터의 충방전 제어방법에 관해 제시한다.

• 전기화학회지
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• 제19권3호
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• pp.114-121
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• 2016

본 연구에서는 리튬이온전지의 충방전시 발생하는 발열특성을 CFD 모델링하고, 발열에 따른 충방전 특성을 해석하였다. 리튬이온전지는 직교 파우치형 구조로서 두께방향으로의 1차원계로 설정하여, 전류밀도 방정식, 열 및 물질전달 지배방정식을 도입하였다. Cut-off 전압이 3 V에서 충방전 전류밀도가 1C($17.5A/m^2$), 3C($52.5A/m^2$) 와 5C($87.5A/m^2$)에 대하여, 298K의 등온계와 충방전 전류밀도 별 발열계로 각각 설정하였다. 등온계와 발열계에서 모두 충방전 전류밀도가 높을수록 전지의 용량은 감소되는 것으로 나타났다. 등온계에 비하여 발열계에서 충방전 시간이 증가하였으며, 이는 발열에 의한 온도의 증가로 인해 전극의 평형전위가 감소하고, 리튬이온의 확산계수가 증가하기 때문인 것으로 고려된다. 또한, 리튬이온전지의 충전과 방전에 의한 열 발생 영향을 제어하기 위한 냉각효과를 분석하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2014년도 추계학술대회
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• pp.639-642
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• 2014

상시전원이 공급되지 않은 광파표지에는 태양광을 이용한 전력공급시스템을 적용하고 있다. 이러한 전력공급시스템에서는 충전과 방전을 관리하는 충 방전조절기의 역할이 매우 중요하다. 최근 항로표지의 효과적인 관리를 위한 IT기술도입은 광파표지에 전력을 사용하는 장치를 추가하게 됨으로서 충 방전조절기의 중요성이 증가하고 있다. 현재 항로표지의 내부에 설치되어 운영되는 충 방전조절기의 점검은 접근성이 확보되지 않을 경우 점검하지 못하는 어려움이 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 충 방전조절기에 블루투스 모듈을 설치하여 접근성을 확보하였다. 또한 스마트폰의 블루투스 통신 기능을 이용하여 무선 점검이 가능한 모니터링시스템을 구현하였다. 구현한 시스템은 도입비용이 낮고 구성이 간편한 장점이 있다. 또한 충 방전조절기의 실시간 상태정보를 확인할 수 있어서 점검비용과 점검 간 발생 가능한 위험요소를 예방하는 효과가 있다.

• 한국세라믹학회지
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• 제38권3호
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• pp.274-279
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• 2001

Pt/Ti/Si 기판 위에 성장시킨 박막 전지용 비정질 산화 바나듐 박막에 고상 전해질 박막 LiPON을 이용하여 전고상형 박막전지를 제작하여 충-방전 시험을 시행하였다. 이렇게 제작된 전고상형 박막전지는 500 사이클 이상까지 평균 15$\mu$Ah의 방전용량을 나타내었으나 초기 사이클 영역부터 방전 용량의 감소가 일어나기 시작했다. 박막 전지의 방전 용량 감소에 따른 비정질 산화 바나듐 박막의 구조적 특성 변화를 관찰하기 위하여 고분해능 현미경 분석을 시행하였다. 충-방전을 하지 않은 초기의 산화 바나듐 박막은 입계를 갖지 않고 다결정 특성을 보이지 않는 완전한 비정질 특성을 보였고 이는 TED 결과와 일치하였다. 그러나 450번의 반복적인 충-방전을 시행한 후의 비정질 산화 바나듐 박막 내에는 microcrystalline 형태의 산화 바나듐의 형성됨을 고분해능 전자 현미경 분석을 통해 발견할 수 있었다. 비정질 산화바나듐 박막의 방전 용량 감소의 원인인 Li의 비가역적 탈-삽입은 비정질 내에 형성된 microcrystalline에 의해 유발된다고 사료된다. 또한 LiPON 전해질 박막과 산화 바나듐 박막사이의 계면에 Li 이온과 산화바나듐과의 반응에 의해 형성된 계면 층에 발견할 수 있었는데 이러한 계면 층 역시 Li 확산과 계면 저항에 영향을 주어 방전 용량 감소에 원인으로 작용한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2013년도 추계학술대회 논문집
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• pp.198-199
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• 2013

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.

• 전기화학회지
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• 제7권1호
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• pp.32-37
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• 2004

리튬 이차전지의 음극재료로서 천연흑연의 충방전 속도에 따른 용량특성을 조사하였다 정전류 조건에서 $0.0-2.0V(vs. Li/Li^+)$의 범위에서 충방전 하였을 때, 충전전류가 증가할수록 충전반응의 과전압이 증가하여 $Li^+$이온이 충분히 삽입되지 못한 상태에서 컷오프 전압(0.0 V)에 도달하기 때문에 충전용량은 충전전류의 크기가 클수록 감소하였다. 한편, 방전전류가 증가함에 따라 방전반응의 과전압도 증가하여 0.0-0.3V범위에서 방전반응이 일어나나 방전 컷오프 전압(2.0 V)과는 격차가 커서 $Li^+$이온이 탈리되지 못한 상태에서 방전 컷오프에 도달하는 현상은 없기 때문에 방전용량이 방전전류의 크기에 영향을 받지 않았다. 충전전류가 증가함에 따라 부반응인 리튬 전착반응의 과전압도 증가하므로 충전 컷오프 전압을 0.0V 이하로 낮출 수 있었다. 그러나 $Li^+$이온의 삽입반응에 비해 전착반응의 저항이 적어 충전전류에 따른 전착반응의 과전압 증가에는 한계가 있었다. 1C조건에서 -0.04V까지 충전 z컷오프 전압을 낮추었을 때 리튬의 전착반응은 없었고, 이로부터 약 $11\%$의 방전용량을 증가시킬 수 있었다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제11권9호
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• pp.733-738
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• 1998

본 논문에서는 고체 리듐 전지를 개발하기 위하여 poly(ethylene oxide) [PEO] 에 $LiClO_4$, poly (vinylidene fluoride) [PVDF] 및 가소제로 propylene carbonate [PC] 와 ethylene carbonate[EC] 등을 혼합여 고분자 저해질을 제조하였다. 또한 고체 리듐 전지용 정극으로써 우수한 특성이 기대되는 $Li_xV_3O_8$을 졸-겔법에 의해 합성하여 $Li_xV_3O_8$SPE/Li cell 의 전기화학적 특성을 측정하였다. 고분자 matrix는 PEO와 PVDE를 혼합 사용한 결과 $PEO_4 PVDF_4LiCIO_4PC_5EC_5$ 고분자 전해질이 상온에서 $5.2 {\times} 10{-3}$ S/cm 의 높은 이온 전도도를 나타냈으며 리듐 이온 transference number는 0.3이었다. 졸-겔법에 의해 제조된 $Li_xV_3O_8$을 사용한 $Li_xV_3O_8$SPE/Li cell의 방전시 cell 저항이 방전 초기에는 비소한 증가를 하다가 방전 말기 전압인 2.0V에서 크게 증가하였다. $Li_xV_3O_8$ composite 정극의 첫 번째 방전 용량은 295㎃h/g이었으며 8번째 충방전 싸이클부터 방전 용량이 안정화 되었고 15번째 방전 용량도 212㎃h/g으로 고체 전지용 정극으로써 우수한 특성을 보였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제19권4호
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• pp.933-939
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• 2015

일반전원이 공급되지 않은 광파표지는 태양광을 이용한 전력공급시스템을 사용하고 있다. 이러한 전력공급시스템에서는 충 방전조절기의 역할이 매우 중요하다. 항로표지의 효과적인 관리를 위해 도입된 IT기술(AIS통신 등)은 광파표지에 전력을 사용하는 장치를 추가하게 됨으로써 충 방전조절기의 중요성이 증가하고 있다. 현재 운용되는 충 방전조절기는 항로표지 내부에 부착되어 해상환경에 따라 점검 및 확인하는데 어려움이 있다. 이를 해결하기 위해서 본 논문에서는 충 방전조절기에 블루투스 모듈을 구성하여 근거리 점검이 가능한 모니터링 시스템을 제안하였다. 제안한 시스템은 도입 비용이 적고, 구성이 간편하여 다양한 항로표지에 응용가능한 장점이 있다. 또한 근거리에서 충 방전조절기의 실시간 상태정보를 확인할 수 있어서 점검 비용을 절감하고, 점검 시 발생 가능한 위험요소를 줄일 수 있다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2014년도 추계학술대회 논문집
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• pp.181-182
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• 2014

본 논문에서는 풀-브리지 컨버터 회로를 기반으로 하며 양방향 전력변환이 가능한 DC-DC 컨버터를 제안한다. 제안하는 컨버터는 부하의 상태에 상관없이 출력전압을 일정하게 유지하면서 연속적인 양방향 전력변환이 가능하다. 본 논문에서 대상으로 하는 부하는 충/방전기로 컨버터 출력에 여러 대의 충/방 전기가 병렬로 접속되며, 각각의 충/방전기는 개별로 동작한다. 따라서 충/방전기용 양방향 DC-DC 컨버터는 충/방전기의 동작 상태에 관계없이 연속적인 양방향 전력변환이 가능해야 한다. 제안하는 양방향 컨버터의 성능을 확인하기 위하여 시뮬레이션을 수행하였으며, 시뮬레이션 결과 제안한 컨버터가 부하급변 상태에서도 양방향 전력변환을 정상적으로 수행하는 것을 확인하였다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2007년도 추계학술발표논문집
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• pp.144-147
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• 2007

최근, 2차전지로서는 타 전지에 비하여 고 에너지 밀도와 고 전압의 특성을 갖고 있는 리튬2차전지가 가장 많이 활용되고 있으며, 이 특성 때문에 전기자동차, 우주왕복선, 분산전원의 한 형태인 전력 저장장치에까지 그 이용이 증대되고 있다. 시스템의 최적성능을 보장하기 위해서는 용도별 싸이클 수명성능을 고려한 충방전 설계 및 이를 위한 전기적 등가모델의 정확성이 필수적이다. 따라서, 본 논문에서는 상용 리튬이차전지의 실제 실험 데이터에 근거하여 충/방전 심도 함수를 도출하고, 리튬이차전지의 수명성능평가를 위한 충/방전 특성 모델을 제안하고, 이의 타당성을 입증하였다.