• Journal of the Korean Vacuum Society
• /
• v.20 no.3
• /
• pp.205-210
• /
• 2011

Structural and electrochemical properties of spinel oxide $LiMn_2O_4$ thin films prepared by using a sol-gel method on Pt/Ti/$SiO_2$/Si substrates were investigated. When Li/Mn molar ratio of the film was smaller than 0.5, $Mn_2O_3$hase was found to coexist with $LiMn_2O_4$. Half-cell batteries fabricated using the $LiMn_2O_4$ films as the cathode were put into chargedischarge (C-D) cycles and the change in structural properties of the cathode after the cycles was examined by X-ray diffraction and Raman spectroscopy. As the C-D cycle number increases, the discharge capacity of pure $LiMn_2O_4$ battery gradually decreases, being reduced to 72% of the initial capacity at 300 cycles. Such capacity fading is attributable to the decrease in the number of $Li^+$ ions that return to the tetrahedral sites of the spinel structure during the discharge step and the resultant increase in $Mn^{4+}$ density in the film. Also, $Mn_2O_3$ phase gradually appeared in the film as the cycle number increases.

• Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
• /
• v.33 no.2
• /
• pp.198-204
• /
• 2013

Acoustic emission(AE) signal was detected during charge and discharge of lithium ion battery to investigate relationships among cumulative count, discharge capacity, and microdamages. AE signal was received during accelerated charge/discharge cycle test of a coin-type commercial battery. A number of AE signals were successfully detected during charge and discharge, respectively. With increasing number of cycle, discharge capacity was decreased and AE cumulative count was observed to increase. Microstructural observation of the decomposed battery after cycle test revealed mechanical damages such as interface delamination and microcracking of the electrodes. These damages were attributed to sources of the detected AE signals. Based on a linear correlation between discharge capacity and cumulative count, feasibility of AE technique for evaluation of battery degradation was suggested.

• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
• /
• 1996.04a
• /
• pp.161-161
• /
• 1996

본 연구에서는 차량(승용차) 시동용 수퍼캐패시터-밧데리 조합시스템에 적용할 시작품 전기이중층 수퍼캐패시터(super-capacitor:SC)를 설계 제작 개발하고 그 성능 특성을 확인하였다. 재래식의 차량용 밧데리의 비동력(specific power)이 100~200 W/kg에 비하여 전기이중층 SC의 경우는 1,000~3,000 W/kg으로 단위 총량당의 동력이 매우 크다. 또한 충방전시의 화학반응이 없는 관계로 인하여 충전식 2차 전지에 비하여 사용수명이 매우 길다. 이러한 SC를 기존의 밧데리와 함께 조합하여 차량 시동용으로 사용하게 되면 밧데리의 사용수명을 2~3배 길게 할 수 있으며 밧데리는 시동에 필요한 큰 전류의 방전이 요구되지 않으므로 그 용량과 크기가 대체로 절반이상 줄어든다. 또한 매우 낮은 온도의 기후조건에서는 밧데리의 방전효율이 급격히 저하되므로 이를 대비하여 필요 이상의 과용량, 과중량 밧데리의 사용이 실제로 행해지고 있으나 조합시스템의 차량 시동시에는 SC가 갖는 특성상 -5$0^{\circ}C$까지의 기후조건에서도 방전효율이 크게 저하되지 않은 채 시동전류를 공급해주므로 혹한지역이나 혹한시의 차량시동에도 탁월한 시동성능을 갖는다. 설계 제작된 SC는 저장에너지 6KJ, 정격전압 12Volt, 설계축전용량 70F 그리고 사용은 도 범위가 섭씨 영하 25도에서 영상 50도이며 무공해성 수용성 전해질을 사용하였으며, 제작된 CS는 사용온도 범위에서 축전용량 65F - 85F, 내부저항 1.8mOhm - 5.2mOhm의 변화를 보였으며, 정상시동에 필요한 방전전류 300Amp의 경우 2.6초의 방전시간, 약 89%의 방전효율을 보였다. 현재까지 상온하에서 30.000회의 충방전 시험결과로서는 방전효율의 저하가 없는 양호한 성능을 보였으며, SC의 시범 작동시험을 실차(소나타 1800cc)에 장착하여 수행한 결과 20회 이상의 연속시동에서도 아무런 문제점 없이 잘 동작하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
• /
• 2014.10a
• /
• pp.639-642
• /
• 2014

If the power of the general is not supplied, Visual aids utilize solar power system. The power supply system of these, the role of the power regulator to manage the charging and discharging is very important. In recent years, by introducing the IT technology for the effective management of visual aids, it was supposed to add a device that uses the power consumption. Thus, the importance of power regulator has increased. Currently, the power regulator is installed inside the AtoN, if the accessibility is not ensured, there is a difficulty that can not be checked. In order to solve these problems, in this paper, you have installed the Blue-tooth module to the power regulator. Also, by using the Blue-tooth communication function of a smart phone, a radio check has implemented a possible monitoring system. Advantage of the system implemented is a simple configuration and low installation cost. Also, it is possible to check the state information of the real-time power supply regulator. In addition, it has the effect of preventing accidents and reducing costs of inspection.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
• /
• v.19 no.1
• /
• pp.21-27
• /
• 2016

Vanadium redox flow batteries (VRFBs) using the electrolytes containing various vanadium ions in sulfuric acid as supporting solution are one of the energy storage devices in alternatively charging and discharging operation modes. The positive electrolyte contains $V^{5+}/V^{4+}$ and the negative electrolyte $V^{2+}/V^{3+}$ depending on the operation mode. To prevent the mixing of two solutions, proton exchange membranes are mainly used in VRFBs. Nafion 117 could be the most promising candidate due to the strong oxidative property of $V^{5+}$ ion, but causes high crossover of electroactive species to result in a decrease in coulombic efficiency. In this study, the composite membranes using Nafion ionomer and porous polyethylene substrate were prepared to keep good chemical stability and to decrease the cost of membranes, and were compared to the properties and performance of the commercially available electrolyte membrane, Nafion 117. As a result, the water uptake and ionic conductivity of the composite membranes increased as the thickness of the composite membranes increased, but those of Nafion 117 slightly decreased. The permeability of vanadium ions for the composite membranes significantly decreased compared to that for Nafion 117. In a single cell test for the composite membranes, the voltage efficiency decreased and the coulombic efficiency increased, finally resulting in the similar energy efficiency. In conclusion, the less cost of the composite membranes by decreasing 6.4 wt.% of the amount of perfluorinated sulfonic acid polymer due to the introduction of porous substrate and lower vanadium ion permeability to decrease self-discharge were achieved than Nafion 117.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
• /
• 2011.05b
• /
• pp.753-756
• /
• 2011

지속적인 충/방전에 의하여 표준 수명 보다 더 빠른 노화 현상을 일으키는 배터리의 효율적인 관리를 위하여, 배터리의 내부 상태를 모니터링 하였다. 정확한 배터리 모니터링을 위해서 해당하는 배터리의 잔존 용량 및 잔존 수명을 정확히 예측할 수 있어야 하며, 이를 위해 Open Voltage를 사용한 실험, 에너지 보존 법칙에 의한 충전 전류 측정법, 시동 시 최대 전류와 내부 저항의 변화량을 알아내는 실험을 하였다. Open Voltage 실험 결과, SOC수치에 따른 특정 전압의 범위를 알 수 있었고, 이 전압은 온도에 의해 변동된다는 것을 확인할 수 있었다. 충전 그래프를 그려본 결과 충전횟수와 완충에 걸리는 시간은 반비례하며, 배터리 내부에 충전되는 총 전류의 양과도 관계가 있었다. 시동 실험에서는 최저 전압 드롭 값과 최대 공급 전류의 범위를 알 수 있었으며, 특정 SOC 구간 내 내부 저항의 값을 차이를 알 수 있었다. 이 값들은 각 SOC의 수치에 비례한 결과를 보였다. 이 결과들을 정리하여, 배터리 내부 상태를 예측하는 방법을 제안하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
• /
• 2021.10a
• /
• pp.68-70
• /
• 2021

The wind power generators installed in the Jeju area have already exceeded the supply in the Jeju area and are being thrown away. Accordingly, the government is conducting research on installing a 2MWh-class ESS(energy storage system) through a technology development project to charge wasted power and use it in an electric vehicle charging station. In this paper, in order to stably install a 2MWh class ESS, the electric vehicle charging model and ESS discharge model were modeled and simulated using Matlab Simulink. Through simulation, it was verified that the 2MWh class ESS operates stably in various scenarios.

• Proceedings of the KIPE Conference
• /
• 2004.07b
• /
• pp.830-833
• /
• 2004

UPS 시스템에서 정전시 안정적인 전력공급을 방해하는 요소의 대부분은 배터리의 불량이 차지하고 있다. 일반적으로 UPS 시스템에 적용되는 배터리는 일정시간이 경과되면 전체를 교체하는 관리시스템을 가지며, 주기적인 방전시험을 실시하지만 교체기준에 대한 명확한 방안이 마련되어 있지 않다. 일부에서는 배터리의 내부저항 혹은 임피던스를 측정하여 배터리의 교체여부를 판단하는 기준으로 삼고 있지만 배터리의 비선형적 특성으로 인하여 그 오차범위는 크다고 할 수 있다. 또한 배터리는 부동충전시에는 정상적인 특성을 보이지만 방전시 불량 특성이 나타나는 경우가 많고, 리튬-이온 배터리의 경우 내부저항은 수십$[m\Omega]$의 비교적 큰 값을 가지지만 UPS에 적용되는 납축전지의 경우 수$[m\Omega]$ 정도의 아주 낮은 내부저항을 가져 측정오차에 의해 불량 여부를 명확히 판단하지 못하는 경우가 있다. 본 논문에서는 이러한 문제점에 착안하여 평상시에는 배터리의 개별셀 전압, 온도, 전체전압 및 보관함의 온도, 충방전 전류, SOC(State of Charge)를 현장 및 원격지의 모니터링 PC로 전송하여 사용자에게 보여주며, 정전으로 인한 방전시에는 내부저항과 개별셀의 용량을 계산하고 이를 통해 교체시기를 결정할 수 있도록 구성되어 있으며, 실험을 통해 타당성을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2013.02a
• /
• pp.549-549
• /
• 2013

고전압 펄스 플라즈마를 액체 속에서 발생시켜 수소 스펙트럼의 광학적 특성을 연구하였다. 고전압 펄스 발생 장치인 막스 제네레이터는 용량이 $0.5{\mu}F$인 축전기 5개로 이루어져 있다. 각각의 축전기는 전원 장치를 이용하여 저항을 통해 병렬로 충전되며, 방전 시에는 불꽃 방전 스위치에 의해 동시에 직렬로 연결되어 고전압을 발생시킨다. 따라서, 출력 전압과 전류는 40kV, 3 kA이며 총 에너지는 약 125 J이다. 직육면체 모양의 폴리카보네이트 용기 내부의 양쪽면에는 탐침 모양의 전극이 구성되어 있으며 전극 사이에서 고전압을 가진 플라즈마가 형성된다. 실험에서 액체로는 증류수를 사용하였다. 액체 방전 시 발생하는 수소 스펙트럼을 관측하기 위해 초점거리 30 cm의 monochromator를 이용하였고, 수소 알파선의 656.3 nm와 수소 베타선의 434.1 nm를 관측하였다. 전자 밀도의 측정법으로는 Stark broadening법을 이용하여 측정하였으며, 전자 온도는 Stark profile의 상대적인 전자 밀도의 비를 이용하여 계산하였다. 전자밀도는 실험조건에서 약 $3{\times}10^{15}cm^{-3}$, 전자온도는 약 2.5 eV가 측정되었다.

• Proceedings of the KIEE Conference
• /
• 2007.07a
• /
• pp.144-145
• /
• 2007

SMES의 운전 상태는 충전, 운전, 방전의 3가지 모드로 나눌 수 있으며, 충 방전 구간에서 와전류 손실이 발생한다. SMES의 에너지 방전 시 마그넷에서의 전류 감소로 인한 와전류 손실은 비록 짧은 시간동안 발생하지만 그 크기가 냉동기의 정격 열 부하 용량에 비해 상대적으로 크기 때문에, SMES 시스템 설계 시 이에 대한 영향을 고려해야 한다. 본 논문은 고온초전도 선재를 이용하여 개발 중인 600 kJ SMES의 방전 시, 마그넷을 냉각시키기 위한 권선 보빈형 열전도판의 분할과 슬릿의 위치에 따른 와전류 손실 변화를 3차원 유한요소법을 이용해 해석하고 그 결과를 제시하였다.