• 한국기계가공학회지
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• 제20권4호
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• pp.57-65
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• 2021

This paper explains a DMFC-Lithium Battery hybrid system applied to a forklift. A conventional Lead Acid battery forklift has several problems: long charging times, short operation times, and frequent battery replacements. As a result, hydrogen-powered forklifts are replacing Lead acid battery-powered forklifts due to their shorter refueling time and longer operation times. However, in doing so, we are confronted with the problem of a high hydrogen refueling infrastructure. A Direct Methanol Fuel Cell (DMFC), on the other hand, is an eco-friendly generator that directly converts the chemical energy of methanol into electricity. In general, DMFC is regarded as a small power generator under kW power. In this paper, a DMFC-Battery hybrid system is applied to a 1.5 ton forklift by increasing the power output of the DMFC stack and utilizing the high charge-discharge characteristics of a lithium battery.

• 한국가시화정보학회지
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• 제21권2호
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• pp.34-45
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• 2023

When lithium-ion batteries operate out of the proper temperature range, their performance can be significantly degraded and safety issues such as thermal runaway can occur. Therefore, battery thermal management systems are widely researched to maintain the temperature of Li-ion battery cells within the proper temperature range during the charging and discharging process. This study investigates the cooling performance and isothermal maintenance of cooling materials by measuring the surface temperature of a battery cell with or without cooling materials, such as silicone oil, thermal adhesive, and phase change materials during discharge process of battery by the experimental and numerical analysis. As a result of the experiment, the battery pack filled with phase change material showed a temperature reduction of 47.4 ℃ compared to the case of natural convection. It proves the advanced utility of the cooling unit using phase change material that is suitable for use in battery thermal management systems.

• 한국고분자학회:학술대회논문집
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• 한국고분자학회 2006년도 IUPAC International Symposium on Advanced Polymers for Emerging Technologies
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• pp.62-62
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• 2006

Based on the redox couples of a nitroxide radical, organic radical polymers were utilized as the electrode-active or charge-storage component for a secondary battery. We call a battery composed of the radical polymer electrode as "organic radical battery". Organic radical battery has several advantages: high capacity, high power-rate performance, long cycle ability, and environmentally-benign features. Synthesis and electrochemical studies of nitroxide polymers are described. Battery fabrication and cell performance are also reported.

• 전기화학회지
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• 제14권3호
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• pp.171-175
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• 2011

리튬금속을 사용하는 리튬이차전지는 사용이 간편하고 측정전극의 고유특성을 분석할 수 있는 장점이 있는 반면에 방전후 충전 시 리튬금속 전극에 리튬금속 수지상이 생성되고 심지어는 성장된 수지상에 의해 내부단락을 초래한다. 이러한 단락현상은 분리막의 두께와 밀접한 관계가 있다. 수지상에 의한 내부단락을 방지하기 위하여 두께가 각각 다른 4종류의 분리막을 사용하여 전기화학적 특성을 분석하였다. 다공성 유리섬유 부직포(glass microfiber filter) 분리막은 두께가 $300{\mu}m$ 로써 내부단락을 효과적으로 방지 할 수 있으며 AC 임피던스 값도 낮아서 유망한 분리막으로 확인하였다. 분리막의 두께가 $50{\mu}m$ 이상인 경우 내부단락 현상이 일어나지 않았으며, 0.2 C율의 싸이클 특성도 양호하였다. Signature 율 특성은 다공성 유리섬유 부직포를 사용한 경우 5 C의 고율에서 용량 유지율은 0.1 C에 비교하여 99%의 우수한 특성을 나타내는 것을 확인하였다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제16권6호
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• pp.385-391
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• 2023

최근 탄소배출을 최소화하기 위해 전기자동차의 사용이 증가함에 따라 핵심 부품인 리튬이온 배터리의 상태 및 성능 분석의 중요성이 대두되고 있다. 따라서 배터리의 상태 및 성능에 영향을 줄 수 있는 배터리의 전압, 전류 및 온도뿐만 아니라 전기 자동차의 운행 데이터 및 충전 패턴 데이터를 활용한 종합적인 분석이 필요하다. 따라서 전기적 이동 수단에서 수집되는 배터리 데이터 수집 및 데이터 전처리, 단순 배터리 데이터에 추가적인 운전자 운전 습관에 대한 데이터 수집 및 전처리, 분석된 영향인자를 기반으로 인공지능 알고리즘 세부 설계 및 수정, 해당 알고리즘을 기반으로 하는 배터리 분석 및 평가 모델 설계하였다. 본 논문에서는 실시간 전기버스를 대상으로 운행 데이터와 배터리 데이터를 수집하여 Random Forest 알고리즘 활용하여 학습시킨 후, XAI 알고리즘을 통해 배터리 상태 중요 영향인자로 배터리의 상태, 운행 및 충전 패턴 데이터 등을 종합적으로 고려하여 운행 패턴에서 급가속, 급 감속, 급정지와 충 방전 패턴에서 일 주행횟수, 일일 누적 DOD와 셀 방전에서 셀 전압 차 , 셀 최대온도, 셀 최소온도의 요소가 배터리 상태에 많은 영향을 미치는 인자로 확인되었으며, Random Forest 알고리즘 기반으로 배터리 분석 및 평가 모델을 설계하고 평가하였다.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제16권1호
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• pp.31-36
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• 2011

유비쿼터스 네트워크와 더불어 무선 센서 네트워크는 다양한 분야에 응용되고 있다. 무선 센서 네트워크의 노드들은 목표 지역에 비치되어 동작하게 되는데 그 공급원으로 대부분 배터리를 사용하고 있다. 배터리는 센서 네트워크의 응용에 제한된 에너지를 가짐으로써 교체나 충전 등의 어려움을 가진다. 따라서 센서노드의 수명을 연장시키기 위해 주변 환경으로부터의 에너지 하베스팅 기술 등이 연구 개발되고 있다. 특히 태양에너지는 다른 환경 에너지에 비하여 방대하고 짧은 시간에 많은 에너지를 얻을 수 있어 최근 널리 연구되어지고 있다. 본 연구에서는 Solar Cell을 이용하여 배터리 충전 및 센서노드를 구동하는 실험을 하고, 수집된 데이터와 배터리의 전압에 대한 분석을 통하여 센서노드를 구동하기 위해 필요한 배터리 충전시간과 센서노드 농작 가능성에 대하여 확인하였다.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제5권1호
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• pp.1-18
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• 2014

Li-air cell is an exotic type of energy storage and conversion device considered to be half battery and half fuel cell. Its successful commercialization highly depends on the timely development of key components. Among these key components, the catalyst (i.e., the core portion of the air electrode) is of critical importance and of the upmost priority. Indeed, it is expected that these catalysts will have a direct and dramatic impact on the Li-air cell's performance by reducing overpotentials, as well as by enhancing the overall capacity and cycle life of Li-air cells. Unfortunately, the technological advancement related to catalysts is sluggish at present. Based on the insights gained from this review, this sluggishness is due to challenges in both the commercialization of the catalyst, and the fundamental studies pertaining to its development. Challenges in the commercialization of the catalyst can be summarized as 1) the identification of superior materials for Li-air cell catalysts, 2) the development of fundamental, material-based assessments for potential catalyst materials, 3) the achievement of a reduction in both cost and time concerning the design of the Li-air cell catalysts. As for the challenges concerning the fundamental studies of Li-air cell catalysts, they are 1) the development of experimental techniques for determining both the nano and micro structure of catalysts, 2) the attainment of both repeatable and verifiable experimental characteristics of catalyst degradation, 3) the development of the predictive capability pertaining to the performance of the catalyst using fundamental material properties. Therefore, under the current circumstances, it is going to be an extremely daunting task to develop appropriate catalysts for the commercialization of Li-air batteries; at least within the foreseeable future. Regardless, nano materials are expected to play a crucial role in this field.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1995년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1034-1038
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• 1995

The purpose of this study is to research and develop $TiS_2$ composite cathode for lithium polymer battery(LPB). $TiS_2$ electrode represent a class of insertion positive electrode used in Li secondary batteries. In this study, we investigated preparation of $TiS_2$ composite cathode and AC impedance response of $TiS_2$ composite/SPE/Li cells as a function of state of charge(SOC) and cycling. The resistance of B type cell using $TiS_2PEO_8LiClO_4PC_5EC_5$ composite cathode was lower than that of A type cell using $TiS_2PEO$ composite cathode. The cell resistance of B type cell is high for the first few percent discharge, decreases for midium discharge and then increases again toward the end of discharge. We believe the magnitude of the cell resistance is dominated by passivation layer impedance and small cathode resistance. AC impedance results indicate that the cell internal resistance increase with cycling, and this is attributed to change of passivation layer impedance with cycling. The passivation layer resistance($R_f$) of B type cell decreases for the 2nd cycling and then increases again with cycling. Redox coulombic efficiency of B type cell was about 141% at 1st cycle and 100% at 12th cycle. Also, $TiS_2$ specific capacity was 115 mAh/g at 12 cycle.

• 전자공학회논문지
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• 제54권4호
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• pp.99-107
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• 2017

본 논문은 기존의 리튬 배터리(lithium battery) 등가모델의 정확도 개선을 위한 배터리 모델 계수 보정기법을 제안한다. 전기자동차 등 다양한 산업분야에 사용되는 리튬 배터리의 배터리 셀간 잔존용량(SOC, state of charge) 동일하게 유지하여 배터리 수명의 단축을 최소화하기 위해 BMS(battery management system)가 연구 개발 되었지만, 배터리 셀 전압 기반의 셀 밸런싱(cell balancing) 동작으로 내부저항 및 커패시터에 따른 SOC 변화를 따라가지 못한다. 배터리 내부저항 및 커패시터에 따른 배터리 SOC 추정을 위해 다양한 배터리 등가모델이 연구되었지만, 모든 배터리에 동일하게 적용하는 것은 한계가 있으며 특히 과도상태의 배터리 상태 추정이 어렵다. 기존의 배터리 전기적 등가모델 연구는 1종의 배터리를 대상으로 5~10% 오차율로 충 방전 동적특성을 모사하며 서로 다른 전기적 특성을 갖는 실제 배터리에 적용이 부적합하다. 따라서 본 논문에서는 모델 및 용량이 다른 실제 배터리 운용환경에 적합하며 오차율 5%이하의 동적특성 모사가 가능한 배터리 모델 계수 보정 알고리즘을 제안한다. 제안하는 배터리 모델 계수 보정법 검증을 위해 3.7 V 정격전압, 280 mAh, 1600 mAh 용량의 리튬 배터리를 사용하였으며, 리튬 배터리의 전기적 등가 모델로 2단 RC Tank 모델을 사용하였다. 또한 0.25C, 0.5C, 0.75C, 1C 4가지 C-rate를 사용하여 배터리 충 방전 실험 및 모델검증을 진행하였으며 제안하는 배터리 모델 계수 보정 알고리즘을 통해 구현한 두 종류의 배터리 모델의 배터리 충 방전 특성 및 과도상태 특성의 오차율은 최대 2.13%이다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제22권7호
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• pp.576-579
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• 2009

This paper suggests a autonomous linear Li-ion battery charger which can safely distribute power between an external power source(AC adapter, auto adapter, or USB source), battery, and the system load. Depending on an external power source's capability, the charger selects proper charging-mode automatically. The charger IC designed and fabricated on Dongbu HITEC's $0.35{\mu}m$ BCD process with layers of one poly and three metals.