• 제목/요약/키워드: Charge-discharge

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리튬이온이차전지용 구형 Li4Ti5O12 음극 합성 및 Y와 Nb 도핑에 따른 전기화학적 특성 (Preparation of Spherical Li4Ti5O12 and the Effect of Y and Nb Doping on the Electrochemical Properties as Anode Material for Lithium Secondary Batteries)

  • 지미정;권용진;김은경;박태진;정성헌;최병현
    • 한국세라믹학회지
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    • 제49권6호
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    • pp.659-662
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    • 2012
  • Yttrium (Y) and niobium (Nb) doped spherical $Li_4Ti_5O_{12}$ were synthesized to improve the energy density and electrochemical properties of anode material. The synthesized crystal was $Li_4Ti_5O_{12}$, the particle size was less than $1{\mu}m$ and the morphology was spherical and well dispersed. The Y and Nb optimal doping amounts were 1 mol% and 0.5 mol%, respectively. The initial capacity of the dopant discharge and charge capacity were respectively 149mAh/g and 143 mAh/g and were significantly improved compared to the undoped condition at 129 mAh/g. Also, the capacity retention of 0.2 C/5 C was 74% for each was improved to 94% and 89%. It was consequently found that Y and Nb doping into the $Li_4Ti_5O_{12}$ matrix reduces the polarization and resistance of the solid electrolyte interface (SEI) layer during the electrochemical reaction.

리튬전지(電池) 양극(陽極) 재합성시(再合成時) 흑연(黑鉛) 도전재(導電材) 혼합방법(混合方法)이 전극특성(電極特性)에 미치는 영향(影響) (Effect of Graphite Mixing Method on Electrode Characteristics in Cathode Resynthesis of Lithium Battery)

  • 이철경;김태현
    • 자원리싸이클링
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    • 제19권1호
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    • pp.27-32
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    • 2010
  • 리튬이온전지의 양극 전자전도도를 향상시키기 위하여 탄소제를 첨가할 때 기존의 혼합법과는 다르게 abrasive milling에 의하여 $LiCoO_2$ 양극 활물질에 흑연을 균일하게 분산시켜서 충방전시 용량감소를 줄이고자 하였다. 밀링 조건은 300 rpm, 10min으로 하였으며, 흑연 농도는 전기 전도성 향상과 용량의 관계를 고려해 볼 때, 1 wt% 경우가 가장 우수한 전극특성을 보여주었다. Abrasion법은 기존 혼합법에 비하여 10% 이상 capacity retention의 향상을 가져올 수 있었으며, 비가역적인 용량에 있어서도 초기 방전 용량의 효율도 높아 비가역 용량이 감소되는 효과를 얻을 수 있었다. 이는 첨가한 흑연이 균일하게 혼합되고 일부는 $LiCoO_2$ 표면에 코팅되어 전자전도도를 향상시키고 산화물인 활물질의 용해를 억제하기 때문으로 생각된다.

슈퍼 커패시터를 이용한 직류철도 회생에너지 저장장치 (DC Traction Regenerative Energy Storage Devices using Super-capacitor)

  • 김종윤;정두용;장수진;이병국;원충연
    • 전력전자학회논문지
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    • 제13권4호
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    • pp.247-256
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    • 2008
  • 직류철도의 회생제동 시 발생되는 회생에너지는 급전선로의 직류가선전압의 상승에 의해 시스템의 오동작이나 차량 정류기의 파손, 또는 급전 시스템의 전력변환 장치의 고장을 일으키는 원인이 될 수 있다. 슈퍼 커패시터를 이용한 회생에너지 저장장치는 직류가선전압을 안정화 하게하는 방법이다. 본 논문에서는 슈퍼 커패시터 뱅크를 이용하여 직류철도 시스템의 에너지 저장장치를 구현하였고, 지하철 2호선 N역과 S역의 실측값을 이용하여 가선전압이 전동차에 의한 회생에너지 발생에 따른 동작 특성과 슈퍼 커패시터의 충 방전 특성을 확인하였다. 본 논문을 통하여 직류철도 시스템에 설치된 회생에너지 저장시스템용 슈퍼 커패시터 뱅크의 동작 특성을 알 수 있고, 향 후 직류철도 모든 변전소의 직류 가선전압 실측 데이터를 이용한다면, 특정 직류철도 운행 구간에 대한 회생에너지 저장장치의 운전특성과 슈퍼커패시터의 용량 및 수명 예측으로 가격을 절감 할 수 있고 전체 시스템의 안정도 와 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Synthesis of $LiCoO_{2}$ Nanoparticles From Leach Liquor of Lithium Ion Battery Wastes by Flame Spray Pyrolysis

  • Lee Churl Kyoung;Chang Hankwon;Jang Hee Dong;Sohn Jeong-Soo
    • 자원리싸이클링
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    • 제14권6호
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    • pp.37-43
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    • 2005
  • 페리튬이온전지로부터 회수된 코발트와 리튬 침출액으로부터 화염분부열분해법에 의하여 $LiCoO_{2}$ 나노분말을 제조하였다. 리튬 및 코발트 성분을 함유하는 전극물질은 열처리 및 기계적 처리에 의해 그 농도를 증가 시켰다. 리튬이온전지 양극물질을 질산으로 용해한 다음 침출액중 Li과 Co의 당량비가 1.0 되도록 $LiNO_{3}$로 조절하여 화염분무열분해용 전구체를 제조하었다. 화염분무열분해법에 의해 제조된 $LiCoO_{2}$ 분말의 평균입자크기는 전구체의 몰 농도가 증가하면서 증가되었으며, 화염온도 역시 입자의 크기를 증가시켰다. 변수실험 결과 $11{\~}35nm$ 크기의 결정형 $LiCoO_{2}$ 나노분말을 제조할 수 있었다 또한 나노 $LiCoO_{2}$의 전극재료로서의 가능성을 확인하기 위하여 충방전 특성 평가와 같은 전기화학적 분석을 수행하였다.

다중 추적식 태양광 발전 감성형 LED 가로등 (Solar Power Emotional LED Lightening Street Lamps with Multiple Control Sun Tracker)

  • 이재민;김용;배철수;권대식
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제12권2호
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    • pp.920-926
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    • 2011
  • 본 논문에서는 신재생에너지 활용을 위한 다중 추적식 태양광 발전 감성형 LED 가로등을 제안한다. 제안하는 가로등 시스템은 다중 추적방식의 태양광 추적기능을 갖추고 있고 감성형 고품위 LED 램프와 제어회로를 사용하여 센서를 통해 입력되는 온도 및 습도를 기반으로 최대의 일조량을 받을 수 있도록 하였다. 신재생에너지 활용의 핵심 요소인 효율적인 축전지 활용을 위해 충방전 컨트롤러를 개발하였고 원격모니터링 기능 및 제어기능도 구현 하였다. 제안하는 가로등 시스템은 기존 기술에 비하여 추적 동작이 우수하고 에너지효율이 향상되었으며 기존에 개발되지 않았던 추적식 태양광 발전 시스템과 감성형 LED를 결합함으로써 차세대 가로등 시스템의 모델로서의 활용될 수 있게 하였다.

RTDS를 이용한 SMES model Algorithm 개발 (Algorithm development of SMES model using RTDS)

  • 정희열;박대진;김재호;이재득;김아롱;박민원;유인근;심기덕;김석호;김해종;성기철
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2007년도 제38회 하계학술대회
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    • pp.38-39
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    • 2007
  • Recently, utility network is becoming more and more complicated and huge due to IT(Information Technology) and OA(Office Automation) devices. In addition to, demands of power conversion devices which have non-linear switching devices are getting more and more increased. Voltage sag from sudden increasing loads is also one of the major problems inside of the utility network. In order to compensate the voltage sag problem, power compensation devices systems could be a good solution method. In case of voltage sag, it needs an energy source to overcome the energy caused by voltage sag. Superconducting Magnet Energy Storage (SMES) is a very good promising source due to the high response time of charge and discharge. This paper presents a real-time simulation algorithm for the SMES by using Real Time Digital Simulator (RTDS). With this algorithm users can easily do the simulation of utility power network applied by SMES system with the SMES coil modeled in RTDS.

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전기자동차 배터리팩 열관리시스템에서 상변화물질 적용에 관한 고찰 (A Study on the Application of Phase Change Material for Electric Vehicle Battery Thermal Management System using Dymola)

  • 최철영;최웅철
    • 전기학회논문지
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    • 제66권12호
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    • pp.1889-1894
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    • 2017
  • Global automobile manufacturers are developing electric vehicles (EVs) to eliminate the pollutant emissions from internal combustion vehicles and to minimize fossil fuel consumptions for the future generations. However, EVs have a disadvantage of shorter traveling distance than that of conventional vehicles. To answer this shortfall, more batteries are installed in the EV to satisfy the consumer expectation for the driving range. However, as the energy capacity of the battery mounted in the EV increases, the amount of heat generated by each cell also increases. Naturally, a better battery thermal management system (BTMS) is required to control the temperature of the cells efficiently because the appropriate thermal environment of the cells greatly affects the power output from the battery pack. Typically, the BTMS is divided into an active and a passive system depending on the energy usage of the thermal management system. Heat exchange materials usually include gas and liquid, semiconductor devices and phase change material (PCM). In this study, an application of PCM for a BTMS was investigated to maintain an optimal battery operating temperature range by utilizing characteristics of a PCM, which can accumulate large amounts of latent heat. The system was modeled using Dymola from Dassault Systems, a multi-physics simulation tool. In order to compare the relative performance, the BTMS with the PCM and without the PCM were modeled and the same battery charge/discharge scenarios were simulated. Number of analysis were conducted to compare the battery cooling performance between the model with the aluminum case and PCM and the model with the aluminum case only.

멤리스터의 전기적 특성 분석을 위한 PSPICE 회로 해석 (PSPICE circuit simulation for electrical characteristic analysis of the memristor)

  • 김부강;박호종;박용수;송한정
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제15권2호
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    • pp.1051-1058
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    • 2014
  • 본 논문에서는 PSPICE 프로그램을 이용하여 멤리스터 소자의 전기적 특성을 해석하였다. 멤리스터의 PSPCE 회로해석을 위한 모델링을 제안하고, 멤리스터의 전류-전압 특성을 분석하였고, 멤리스터의 입력전압에 따른 비선형 저항의 변화를 DC해석과 과도해석을 통하여 확인하였다. 또한, 멤리스터 저항의 직렬과 병렬연결에 따른 특성변화를 보았다. 한편, 멤리스터와 커패시터로 이루어진 M-C 회로를 구성하여 충전과 방전특성의 변화를 종래의 R-C회로와 비교분석하였다. 250 Hz의 구형파 입력신호 인가 시, 멤리스터-커패시터 회로의 경우에, 상승시간(Tr) 0.58 ms, 하강 시간 (Tf) 1.6 ms, 지연시간 0.6ms를 나타내었다.

CNT를 이용한 Supercapacitor의 충.방전 특성 (The Effect of CNT Electrode on the Charging and Discharging Characteristics of Supercapacitor)

  • 허근;명성재;이용현;전명표;조정호;김병익;심광보
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.275-275
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    • 2007
  • Two sorts of electrode composed of Sulpur/CNT/PVDF and Silver/CNT/PVDF were prepared by in situ chemical method and their electrochemical performance were evaluated by using cyclic voltammetry, impedance measurement and constant-current charge/discharge cycling technique. Also, composite electrodes were characterized by FE-SEM and BET. Raw materials such as CNT/Silver and CNT/Sulfur were mixed in ethanol, dried. These mixed materials were heated at 900 and $320^{\circ}C$ for 2hr, respectively in order to enhance contact among CNT electrodes. Electric double layer capacitor cells were fabricated using these mixed powder with polymer of PVDF. For the charging and discharging characteristics measured at scan rate of 1 mA/s, Supercapacitor of Sulphur-CNT-PVDF electrode showed a better performance than that of Ag-CNT-PVDF, which seems to be related with lower contact resistance of Sulphur-CNT-PVDF electrode.

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Thermal CVD법을 이용한 박막전극의 개발 및 리튬이차전지의 음극특성 (Development of Thin Film Electrode by Thermal CVD and Its Anode Characteristics for Lithium Battery)

  • 이영호;김성일;도칠훈;진봉수;민복기;김현수;문성인;윤문수
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2006년도 하계학술대회 논문집 Vol.7
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    • pp.378-379
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    • 2006
  • The carbon thin film was developed by the CVD method using the carbon source of toluene with the stream of argon gas at $800{\sim}1100^{\circ}C$ for 1 hour. Developed carbon thin films have the material loading of 0.27 mg($800^{\circ}C$), 0.80 mg($900^{\circ}C$), 2.3 mg($1000^{\circ}C$), and 2.9 mg($1100^{\circ}C$) for the disk of 15 mm diameter on single side. The characteristics of carbon thin film as the anode of thin film battery were evaluated using Li|C coin cell. Li|C($1100^{\circ}C$) coin cell has the first specific discharge and charge capacity of 953 mAh/g and 374 mAh/g, respectively, resulting the first Ah efficiency of 39.3 %. Capacity retention of the 5th cycle was 93.2 % indicating good cycleability. The carbon thin film prepared by CVD shows good specific capacity and cycleability, but low Ah efficiency.

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