• 제목/요약/키워드: Charge-discharge rate

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전기 추진 수직이착륙기의 초기 사이징에 대한 배터리 민감도 분석 (Battery Sensitivity Analysis on Initial Sizing of eVTOL Aircraft)

  • 박민준;최주영;박세환
    • 한국항공우주학회지
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    • 제50권12호
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    • pp.819-828
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    • 2022
  • 본 연구는 일반적인 쿼드 틸트 로터 타입의 전기 추진 수직이착륙 항공기에 대하여 배터리의 성능에 따른 기체 사이징의 민감도를 분석하였다. Uber Elevate와 NASA가 제시한 임무 요구도를 기반으로 초기 기체 사이징을 수행하였으며, 200Wh/kg~400Wh/kg의 배터리 팩 기준 비에너지와 4C~5C의 연속 방전율 범위에 대하여 항공기의 총 중량은 5,000lb~11,000lb으로 예측되었다. 기체 총 중량을 7,000lb를 가정 시 가용 출력과 가용 에너지 측면에서 각각 요구되는 배터리 사양을 도출하였으며, 배터리 비에너지와 방전율의 영향을 분석하였다. 배터리 팩 고장 및 프롭 로터 고장과 같은 조건을 고려하여 배터리 최대 방전율 또한 제시하였다.

Ni 및 Cu무전해 도금법에 의해 제조한 $LaNi_5$ 전극의 전기화학적 특성 (Electrochemical Characteristics of $LaNi_5$ Electrode Fabricated by Ni and Cu Electroless Plating Techniques)

  • 이수열;이재봉
    • 전기화학회지
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    • 제3권2호
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    • pp.121-126
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    • 2000
  • [ $AB_5$ ] 수소저장합금인 $LaNi_5$, 합금분말에 Ni 및 Cu 무전해 도금의 영향을 전기 화학적 실험을 통하여 고찰하였다. 전기 화학적 실험은 정전류 충$\cdot$방전 실험, 순환전류전위 실험, 교류 임피던스 실험 등을 실시하여 도금하지 않은 $LaNi_5$ 전극과 Ni 및 Cu 무전해 도금한 전극간의 특성을 비교 연구하였다. 현상학적인 분석으로는 SEM을 이용하여 분말상의 미세조직을 관찰하였으며 X-선 회절시험을 실시하였다 무전해 도금을 실시하여 Ni 및 Cu박막이 피복된 수소저장 합금은 활성화 특성파 싸이클 수명 등의 특성이 개선되었으며 도금하지 않은 전극에 비하여 반응속도가 증가하였다. 또한 충$\cdot$방전이 반복됨에 따라 전극과 전해질 계면에서의 전하이동저항이 현저하게 감소하였다. 따라서 본 연구에서 실시한 $LaNi_5$, 활물질에 Ni및 Cu 무전해 도금을 실시하면 초기 활성화반응을 촉진시키며 $LaNi_5$활물질이 전해질과의 직접 접촉을 피하게 되어 전극의 수명을 증가시키는 것을 알 수 있었다.

납 축전지의 병렬운전시 부하분담률 개선 (Improved Load Sharing Rate in Paralleled Operated Lead Acid Batteries)

  • 반한식;최규하
    • 전력전자학회논문지
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    • 제6권1호
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    • pp.34-42
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    • 2001
  • 전지는 화학에너지를 기계적인 처리과정 없이 전기에너지로 직접 전환하는 장치이다. 부하전압과 부하전류의 용량에 따라 단위전지를 직.병렬 연결하여 사용하게 되며, 전지의 병렬운전은 단독운전 보다 전압강하를 더 천천히 발생시키므로 전압강하에 민감한 전력변환장치들의 효율에 밀접한 관계를 가지고 있다. 병렬운전의 필요성과 장점 때문에 대부분의 축전지를 사용하는 시스템은 병렬운전을 하고 있고, 반면에 선.구 축전지 사이에서 순환 전류가 흐르고, 자가방전이 일어나는 단점 또한 가지고 있다. 신 축전지에서 충.방전 전류가 과다하게 흐르는 불평형 현상과 이로 인해 축전지의 수명단축을 일으키게된다. 본 논문에서는 마이크로 프로세서를 사용하여 선.구 축전지 사이의 볼평형 전류를 검출하고 외부저항을 첨가시켜 내부저항의 차이에 대한 감소효과를 얻어 불평형 전류를 보상하였다. 이를 실험을 통해 구현하였다.

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고효율의 리튬/공기 이차전지 공기전극용 Mn1+XCo2-XO4 고용체 촉매 합성 및 분석 (Synthesis and Characterizations of Mn1+XCo2-XO4 Solid Solution Catalysts for Highly Efficient Li/Air Secondary Battery)

  • 박인영;장재용;임동욱;김태우;심상은;박석훈;백성현
    • 전기화학회지
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    • 제18권4호
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    • pp.137-142
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    • 2015
  • $Mn_{1+X}Co_{2-X}O_4$ solid solutions with various Mn/Co ratios were synthesized by a combustion method, and used as cathode catalysts for lithium/air secondary battery. Their electrochemical and physicochemical properties were investigated. The morphology was examined by transmission electron microscopy (TEM), and the crystallinity was confirmed by X-ray diffraction (XRD) analyses. For the measurement of electrochemical properties, charge and discharge measurements were carried out at a constant current density of $0.2mA/cm^2$, monitoring the voltage change. Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) analyses were also employed to examine the change in charge transfer resistance during charge-discharge process. $Mn_{1+X}Co_{2-X}O_4$ solid solutions showed enhanced cycleability as a cathode of Li/air secondary battery, and the performance was found to be strongly dependent on Mn/Co ratio. Among synthesized catalysts, $Mn_{1.5}Co_{1.5}O_4$ exhibited the best performance and cycleability, due to high charge transfer rate.

Electrochemical Properties of Li[Ni0.2Li0.2Mn0.6]O2 by Microwave-assisted Sol-gel Method

  • Park, Yong-Joon;Kim, Seuk-Buom
    • Transactions on Electrical and Electronic Materials
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    • 제10권3호
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    • pp.102-105
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    • 2009
  • $Li[Ni_{0.2}Li_{0.2}Mn_{0.6}]O_2$ cathode materials have been synthesized by a microwave-assisted sol-gel method. The structure and electrochemical properties of $Li[Ni_{0.2}Li_{0.2}Mn_{0.6}]O_2$ were studied by X-ray difftactometry (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and charge-discharge cycler. The powder prepared by microwave assisted sol-gel method showed good crystallinity and well-defined facet shapes. The $Li[Ni_{0.2}Li_{0.2}Mn_{0.6}]O_2$ electrode delivered a high discharge capacity of 230 $mAhg^{-1}$ at the specific current of 40 $mAg^{-1}$ (0.2 C rate) in the voltage range of 2.0${\sim}$4.8 V. About 60 % of the discharge capacity measured at 0.2 Crate (140 $mAhg^{-1}$) was maintained at a 6 C (1200 $mAg^{-1}$)rate. The cyclic property was also stable and it did not deteriorated at a high Crate.

Electron-beam 증발법으로부터 증착속도 및 열처리 온도에 따른 $LiCoO_2$ 박막의 충방전 특성 (Charge/discharge characteristics of $LiCoO_2$ thin film prepared by electron-beam evaporation with deposition rate and annealing temperatures)

  • 남상철;조원일;조병원;윤경석;전해수
    • 전기화학회지
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    • 제2권1호
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    • pp.46-49
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    • 1999
  • Electron-beam 증발장치를 이용하여 리튬 박막 2차 전지 양극용 lithium cobalt oxide 박막을 제조하였다. Stainless steel -기판 위에 입혀진 $LiCoO_2$ 박막은 열처리 과정을 거쳐 잘 발달된 hexagonal 구조의 (003)면을 나타냈으며, 3.9 V 부근에서 전위 평탄 영역이 나타났다. $LiCoO_2$, 박막은 증착속도가 증가함에 따라 Li/co 조성비가 양론비에 근접하였으며, $15{\AA}/s$의 증착속도로 제작한 경우 높은 방전용량을 나타내었다. 열처리 온도가 증가함에 따라 용량이 증가하여 $700^{\circ}C$에서 최대 값을 나타내었으나, 그 이상의 온도에서는 기판과의 반응 때문에 방전용량이 현저히 감소하였다. 박막 내부의 리튬과 코발트의 불균일한 조성은 초기 방전용량의 감소를 가져왔다.

Parallel Load Techinques Application for Transcranial Magnetic Stimulation

  • Choi, Sun-Seob;Kim, Whi-Young
    • Journal of Magnetics
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    • 제17권1호
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    • pp.27-32
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    • 2012
  • Transcranial magnetic stimulation requires an electric field composed of dozens of V/m to achieve stimulation. The stimulation system is composed of a stimulation coil to form the electric field by charging and discharging a capacitor in order to save energy, thus requiring high-pressure kV. In particular, it is charged and discharged in capacitor to discharge through stimulation coil within a short period of time (hundreds of seconds) to generate current of numerous kA. A pulse-type magnetic field is formed, and eddy currents within the human body are triggered to achieve stimulation. Numerous pulse forms must be generated to initiate eddy currents for stimulating nerves. This study achieved high internal pressure, a high number of repetitions, and rapid switching of elements, and it implemented numerous control techniques via introduction of the half-bridge parallel load method. In addition it applied a quick, accurate, high-efficiency charge/discharge method for transcranial magnetic stimulation to substitute an inexpensive, readily available, commercial frequency condenser for a previously used, expensive, high-frequency condenser. Furthermore, the pulse repetition rate was altered to control energy density, and grafts compact, one-chip processor with simulation to stably control circuit motion and conduct research on motion and output characteristics.

리튬 2차 전지의 열적 모델링 및 용량 예측에 관한 연구 (The Study on Thermal Modeling and Charge Capacity Estimation for Lithium Secondary Battery)

  • 김종원;조현찬;김광선;조장군;이정수;호빈
    • 반도체디스플레이기술학회지
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    • 제6권1호
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    • pp.53-57
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    • 2007
  • In this paper, the intelligent estimation algorithm is developed for residual quantity estimate of lithium secondary cell and we suggest the control algorithm to get battery SOC through thermal modeling of electric cell. Lithium secondary cell gives cycle life, charge characteristic, discharge characteristic, temperature characteristic, self-discharge characteristic and the capacity recovery rate etc. Therefore, we make an accurate estimate of the capacity of battery according to thermal modeling to know the capacity of electric cell that is decreased by various special quality of lithium secondary cell. And we show effectiveness through comparison of value as result that use simulation and fuzzy logic.

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각형 전기이중층 커패시터의 산업 안전성 (Industry safety characteristic of Prismatic EDLCs)

  • 김경민;장인영;강안수
    • 대한안전경영과학회:학술대회논문집
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    • 대한안전경영과학회 2004년도 춘계학술대회
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    • pp.247-257
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    • 2004
  • Electrodes were fabricated based on activated carbon powder BP-20, conducting agent such as Super P, vapor grown carbon fiber (VGCF) and acetylene black (AB), and the mixed binders of flexible poly(vinylidenefluoridehexafluoropropylene) [P(VdF-co-HFP)] and cross linking dispersion agent of polyvinylpyrrolidone (PVP) to increase mechanical strength. According to impedance measurement of the electrode with the addition of conducting agent, we found that it was possible to charge rapidly by the fast steady-state current convergence due to low equivalent series resistance (AC-ESR, fast charge transfer rate at interface between electrode and electrolyte and low RC time constant. The self-discharge of unit cell showed that diffusion process was controlled by the ion concentration difference of initial electrolyte due to the characteristics of Electric Double Layer Capacitor (EDLC) charged by ion adsorption in the beginning, but this by current leakage through the double-layer at the electrode/electrolyte interface had a minor effect and voltages of curves were remained constant regardless of electrode material. We found that the 2.3V/230F grade EDLC would be applied to industrial safety usage such as uninterrupted power supply (UPS) because of the constant DC-ESR by IR drop regardless of discharge current.

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리튬폴리머전지용 정극활물질 LiFePO4의 전기화학적 특성 (Electrochemical Properties of LiFePO4 Cathode Materials for Lithium Polymer Batteries)

  • 공명철;김현수;구할본
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제19권6호
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    • pp.519-523
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    • 2006
  • $LiFePO_4$ has been received attention as a potential cathode material for the lithium secondary batteries. In our study, $LiFePO_4$ cathode active materials were synthesized by a solid-state reaction. It was modified by coating $TiO_2$ and carbon in order to enhance cyclic performance and electronic conductivity. $TiO_2$ and carbon coatings on $LiFePO_4$ materials enhanced the electronic conductivity and its charge/discharge capacity. For lithium polymer battery applications, $LiFePO_4$/solid polymer electrolyte (SPE)/Li and $LiFePO_{4}-TiO_{2}/SPE/Li$ cells were characterized by a cyclic voltammetry and charge/discharge cycling. The electrode with $LiFePO_{4}-carbon-TiO_{2}$ in PVDF-PC-EC-$LiClO_{4}$ electrolyte showed promising capacity of above 100 mAh/g at 1C rate.