• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
• /
• v.8 no.6
• /
• pp.1343-1354
• /
• 2007

Secondary batteries become more important in our lives as the use of portable electric devices, such as camera, cellular phone, laptop, etc. Especially, because of their high energy densities and high voltage, lithium-ion batteries are being used in many systems. For the optimum design of such systems which include lithium-ion batteries, virtual prototype is required generally. However, since the complex chemical and physical processes are involved, the behavior of battery becomes harder to be predicted compared with that of electric and mechanic devices. This paper, proposes a new static model of lithium secondary battery, which accounts for nonlinear equilibrium potentials, rate and temperature dependencies, thermal effects, lifetime characteristic. The results of the simulation of the model are analysed and compared with experimental data to inspect their validity.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
• /
• v.14 no.1
• /
• pp.369-377
• /
• 2013

This paper deals with the state of charge(SOC) and life cycle evaluation algorithm for lead-acid battery, which is essential factor of the electric vehicle(EV) and the stabilization of renewable energy in the smart grid. In order to perform the effective operation of the lead-acid battery, SOC and life cycle evaluation algorithm is required. Specific gravity with the change of electrolyte temperature inside battery case should be obtained to evaluate the SOC of lead-acid battery, however it is difficult to measure the electrolyte temperature of sealed type lead-acid battery. To overcome this problem, this paper proposes the equation of thermal transmission to compensate internal temperature of the lead-acid battery. Also, it is difficult to exactly evaluate the life cycle of battery, depending on the operation conditions of lead-acid battery such as charging and discharging state, self discharging rate and environmental issue. In order to solve the problem, this paper presents the concept for gravity accumulation of charge and discharge cycle, which is the value converted at $20^{\circ}C$. By using the proposed algorithm, this paper propose the test device based on the Labview software. The simulation results show that it is a practical tool for the maintenance of lead-acid battery in the field of industry.

• Electronics and Telecommunications Trends
• /
• v.14 no.6 s.60
• /
• pp.99-114
• /
• 1999

노트북 PC, 휴대폰, 이동단말 등 첨단 정보통신 기기의 소형화, 경량화, 휴대형화에 기여한 핵심기술로 반도체, LCD 기술과 더불어 전지기술을 빼놓을 수 없다. 아직도 많은 부분에서 개발이 진행되고 있는 전지기술은 특히 국내의 경우, 반도체나 LCD 기술에 비해 상대적으로 연구개발이나 투자가 미흡한 상태로서 고부가가치 장치산업이라는 점과 대량생산이 가능하다는 특성에 비추어 볼 때 향후 전략적으로 중점 육성해야 할 분야라 할 수 있다. 본 고에서는 개인 휴대형 통신기기로부터 자동차 연료전지에 이르기까지 전기.전자 및 정보통신 분야에서 중요한 비중을 차지하고 있는 고성능 2차전지에 대하여 기본적인 기술개요와 특성 및 구성요소, 2차전지의 종류와 최근의 개발동향을 살펴보고 유망 장치산업으로서의 세계시장 현황과 각국의 제조동향에 대하여 조사.정리하였다.

• Electronics and Telecommunications Trends
• /
• v.15 no.6 s.66
• /
• pp.128-139
• /
• 2000

반도체, LCD와 더불어 첨단 정보통신기기의 소형화, 경량화, 휴대형화 진전에 기여한 핵심기술로서 전지기술을 빼놓을 수 없다. 전지기술의 역사는 오래전에 이루어졌으나 아직도 많은 부분에서 개발이 진행되고 있는 분야이다. 특히 국내의 경우 반도체나 LCD에 비해 상대적으로 연구개발이나 투자가 미흡한 상태로서 고부가가치 장치산업이라는 점과 대량생산이 가능하다는 점에서 향후 전략적으로 중점 육성해야 할 분야라 할 수 있다. 본 고에서는 개인 휴대형 통신기기로부터 자동차 연료전지에 이르기까지 전기.전자 및 정보통신 분야에서 중요한 비중을 차지하고 있는 고성능 2차전지에 대하여 기본적인 기술개요와 특성, 2차전지의 종류와 최근의 개발동향을 살펴보고 세계시장을 주도하고 있는 미국과 일본의 개발 및 시장현황에 대하여 조사 정리하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
• /
• 2014.05a
• /
• pp.752-754
• /
• 2014

With the rapid development of the portable devices such as laptops, cell phones, digital devices, the important of the secondary battery is increasing. In recent years, semiconductor industries, display technologies, and secondary batteries are believed to be three core business. In particular, smart phones have higher performances, but secondary batteries are not follow the trends. Recently, the stability problem by battery heat is raised. In this paper, we survey technology trends of the secondary battery and protection circuit.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
• /
• 2009.05a
• /
• pp.6.1-6.1
• /
• 2009

최근 신 재생 에너지에 대한 관심이 고조되고 있으며 특히 태양전지는 차세대 대체에너지로 많은 연구 개발이 이루어지고 있다. 현재 태양전지 시장은 벌크실리콘 태양전지가 주를 이루고 있으나, 박막형, 유기물, 염료감응형 등 다양한 차세대 태양전지가 개발되고 있다. 차세대 태양전지는 글래스나 폴리머 기판위에 형성된 전극을 바탕으로 하여 다양한 형태의 태양전지가 형성되기 때문에 태양전지용 투명도전성 산화물 전극에 대한 중요성이 증가하고 있다. 예를 들어 실리콘 박막형 태양전지의 경우 수소 플라즈마 분위기 안정성 때문에 ZnO:Al 전극이 개발, 적용되고 있다. 이밖에도 ZnO는 나노입자, 나노로드 등의 다양한 형태를 기반으로 유기물 및 염료감응형 태양전지 전극으로 적용되고 있다. 본 연구에서는 전기화학적 방법을 이용해 나노입자, 나노로드, 나노 sheet 등 다양한 형태의 ZnO 나노구조를 형성한 후, 태양전지 적용을 위한 전기적, 광학적 특성을 분석하였다. 3차원 형태의 ZnO sheet 전극은 90% @ 550 nm 가 넘는 우수한 광특성 (Haze value)을 보였으며, 염료감응형 태양전지에 적용되었을 경우 2차원 형태의 ZnO 전극에 비해 Jsc 값이 2.5배 이상 향상되었다.

• Bulletin of the Korea Photovoltaic Society
• /
• v.3 no.3
• /
• pp.18-31
• /
• 2017

박막 태양전지 기술은 현재 가장 큰 시장점유율을 보이고 있는 결정질 Si 태양전지의 차세대 후보로서 큰 관심을 받고 있다. 결정질 Si 태양전지보다 높은 효율로서, 저가로 생산할 수 있는 수준을 목표로 하여 $Cu(In,Ga)Se_2$ (CIGS) 를 비롯한 다양한 종류의 박막 태양전지들이 개발되고 있는데, 이 글에서는 최근에 범용성 초저가 박막 태양전지로 각광을 받고 있는 kesterite 박막 태양전지에 대해서 살펴보기로 한다. 가장 많이 연구되는 kesterite구조의 $Cu_2ZnSn(S,Se)_4$ (CZT(S,Se)) 박막 태양전지는 차세대 태양전지의 유력 후보군인 화합물태양전지 중에서 CdTe와 CIGS 그리고 새롭게 떠오르고 있는 페로브스카이트 등에 비해 범용 무독성 원소를 광흡수층으로 사용한다는 장점을 가지고 있지만 아직까지는 이들보다 효율이 낮아 상용화하기에는 좀 더 시간이 필요할 것으로 판단된다. CZT(S,Se)계 박막 태양전지의 기본적인 물성, 공정, 분석법 등을 알아보고 고효율을 달성하는 방법에 대하여 제시하고자 한다. 공정에 대한 상세한 최근 동향과 설명은 최근 한국공업화학회 소식지에 실린 강진규 박사의 리뷰논문을 참고하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 2009.06a
• /
• pp.335-335
• /
• 2009

산업의 고도화에 따라 소비자들이 사용하는 전기, 전자기기의 사용시간 연장에 대한 욕구가 강해지고 있으며, 이에 따라 기존 2차전지의 용량을 극대화하는 연구와 더불어 차별화하여 장시간 안정적으로 사용할 수 있는 신규 전원 개발이 요구되어 진다. 연료전지는 이러한 욕구를 충족시킬 수 있는 차세대 전지로서 충전 대기 시간 없이 연료의 교체만으로 언제 어디서나 전력을 공급할 수 있으며, 장시간 대용량이 요구되는 Outdoor 응용분야에서는 1, 2차 전지대비 무게/부피 에너지밀도(Wh/kg, Wh/L)와 에너지 비용($/Wh, \/Wh)면에서 높은 경쟁력을 가지고 있다. 이러한 휴대용 연료전지의 최근 개발동향을 소형 전자기기용 충전기, 산업용 UPS, APU 및 군사용 이동전원 분야로 나누어 소개하고자 한다. 또한, 이동용과 휴대용 연료전지에 대한 국제 연료전지 표준화기구의 최근 국제규격에 대해 소개하며, 이를 통해 대두되고 있는 기술적 이슈와 함께 국내 표준규격 채택에 필요한 제안을 하고자 한다. 국제표준화 분과위원회 (WG 7, 8, 9, 10)의 2009년 이후 표준화 활동계획을 공유함으로써 관련 연구개발 및 상용화 업체들의 이해를 돕고자 한다.

• Prospectives of Industrial Chemistry
• /
• v.23 no.1
• /
• pp.42-54
• /
• 2020

계속적인 충·방전이 가능하여 반영구적으로 사용이 가능한 2차 전지는 친환경 소재로 주목받고 있으며, 노트북 컴퓨터와 휴대전화, 캠코더 등 소형 전자기기뿐만 아니라 전기자동차의 핵심소재이다. 전기자동차 시장의 성장과 더불어 중대형 에너지 저장용 2차 전지 시장의 규모는 더욱 확대되고 있어 관련된 소재의 개발 경쟁과 관심이 날이 갈수록 뜨거워지고 있다. 따라서 소재개발 측면에서 2차 전지 핵심 소재의 물성 발현의 원리 등을 이해하고 최적 소재 설계를 위해서는 원자 레벨에서의 소재 설계 접근법이 필요하다. 따라서 실험적인 연구가 어려운 부분과 원자단위에서의 물질 현상에 대한 이해 그리고 연구 개발의 효율성 증진을 위해서 전산재료과학(computational materials science) 기술이 광범위하게 활용될 수 있다. 본 기고문에서는 리튬이온전지에서의 전극 소재에 대한 전산재료모사의 활용과 연구동향에 대하여 소개하고자 한다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 2010.11a
• /
• pp.74.2-74.2
• /
• 2010

전세계는 $CO_2$ 규제강화와 에너지의 효율적 사용에 대한 사회적, 경제적 요구가 증대되면서 친환경 에너지 설비와 지능형 전력망(smart grid)가 크게 예상되고 있다. 이에 따라 기존 내연기관에 근거한 발전산업 및 자동차 산업은 필연적으로 청정에너지 기반의 전기에너지로 점진적으로 대체될 것으로 판단된다. 따라서, 청정 발전 시스템의 보급 확대와 기존 에너지의 효율적 사용을 위해서 2차전지 기반의 전력저장 기술과 연료전지 기반의 분산발전 기술이 향후 미래에너지 산업의 근간이 되는 중요한 기술들로 부상하게 되었다. 아연/공기전지는 현재는 연료전지 개념의 1차전지에 기술수준이 머물러 있지만 향후 미래에는 기존의 리튬이온전지의 낮은 에너지밀도를 극복할 수 있는 미래 2차전지 기술의 하나로 평가받고 있다. 본 연구에서는 이러한 연료전지 개념의 아연/공기전지에 대하여 기존의 수소연료전지 기반의 분산발전 분야에 적용한다면 약 1/10 이하의 가격으로 조기에 시장진입이 가능할 것으로 판단하여 사전 타당성 연구 및 대면적화를 위한 기초 설계인자 연구를 수행하였다. 연구결과, 소형 단전지부터 약 800cm2까지의 대면적 단전지까지 대면적화를 위한 기초연구를 실시하였으며, 4개의 cell로 구성된 최고출력 90W급 전해질 순환형 미니스택 시스템을 구성하여 발전시스템으로서의 가능성과 문제점 등을 도출하였다. 이러한 시험결과를 바탕으로 25개의 cell로 구성된 약 1kW 급 스택을 설계하여 향후 소형 발전시스템을 제작하고자 하였다.