• Composites Research
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• 제35권6호
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• pp.365-370
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• 2022

전기자동차 및 E-모빌리티 시장이 급속히 성장함에 따라 리튬이온전지는 현재 가장 주목받는 기술 중 하나로 여겨지고 있다. 따라서 높은 용량 및 출력, 급속 충전 성능을 가지는 고에너지밀도 전극 개발이 매우 중요한 상황이다. 고에너지밀도 전극 구현을 위해서 음극의 경우 실리콘, 주석 등 고용량 활물질 소재에 대한 연구가 진행되고 있는 상황이다. 하지만 이러한 고용량 활물질 소재는 전지의 충방전 과정 시 발생하는 부피팽창이 전지의 성능을 저하시키는 주된 원인이 된다고 알려져 있다. 따라서 활물질의 부피팽창을 완화할 수 있는 바인더 소재 개발이 매우 중요한 상황이며, 기존 PVDF, CMC/SBR계 바인더 뿐만 아니라 수용성 고분자(polyacrylic acid, polyvinyl alcohol, aliginate 등)를 이용한 바인더 소재 개발 연구가 많이 보고되고 있다. 이처럼 앞으로 리튬이온전지의 고성능화를 위해서 바인더는 매우 중요한 기술이 되었으며, 본 논문에서는 리튬이온전지용 음극 바인더 소재의 연구 동향을 살펴보고자 한다.

• 자원리싸이클링
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• 제31권3호
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• pp.27-39
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• 2022

리튬이차전지의 수요는 1990년대 이후로 휴대용 전자 기기 시장과 함께 지속적으로 증가되어 왔으며, 최근 전기 자동차 시장의 급격한 확장에 따라 리튬이차전지 또한 전 세계적으로 수요가 급증하였다. 이는 가까운 미래에 천연자원으로부터의 리튬 공급량을 앞설 것이며, 리튬 자원 수급의 불안정을 초래할 수 있다. 지속적으로 축적되는 수명이 다 한 폐전지 또한 환경적으로 큰 문제를 야기할 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 사용된 리튬이차전지의 재활용은 매우 중요한 기술적 과제이다. 본 연구에서는 건식 공정을 이용한 리튬이차전지의 재활용 공정과 함께 리튬 회수를 위한 추가 공정에 대해 조사하였다. 전지 재활용을 위한 건식 제련의 지속적인 연구는 리튬 및 유가 금속의 회수율을 크게 향상시켜 전기 자동차 및 휴대용 전자기기의 필수 부품인 리튬이차전지의 시장 안정화에 크게 기여할 것이다.

• Design & Manufacturing
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• 제16권4호
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• pp.34-39
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• 2022

Sustained economic development around the world is accelerating resource depletion. Research and development of secondary batteries that can replace them is also being actively conducted. Secondary batteries are emerging as a key technology for carbon neutrality. The core of an electric vehicle is the battery (secondary battery). Therefore, in this study, the temperature change by the heat source of the hammer and the rotational speed (rpm) of the abrasive disc of the Classifier Separator Mill (CSM) was repeatedly calculated and analyzed using the heat flow simulation STAR-CCM+. As the rotational speed (rpm) of the abrasive disk increases, the convergence condition of the iteration increases. Under the condition that the inlet speed of the Classifier Separator Mill (CSM) and the heat source value of the disc hammer are the same, the disc rotation speed (rpm) and the hammer temperature are inversely proportional. As the rotational speed (rpm) of the disc increases, the hammer temperature decreases. However, since the wear rate of the secondary battery material increases due to the strong impact of the crushing rotational force, it is determined that an appropriate rpm setting is necessary. In CSM (Classifier Separator Mill), it is judged that the flow rate difference is not significantly different in the direction of the pressure outlet (Outlet 1) right above the classifier wheel with the fastest flow rate. Because the disc and hammer attachment technology is adhesive, the attachment point may deform when the temperature of the hammer rises. Therefore, it is considered necessary to develop high-performance adhesives and other adhesive technologies.

• 한국지열·수열에너지학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.1-11
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• 2022

In this study, the thermal runaway of NCM and LFP batteries were compared and analyzed through numerical analysis under various conditions. Comparing the thermal runaway of the NCM622 (18650) battery cell and the LFP (18650) battery cell through oven test simulation, the LFP battery did not show thermal runaway, whereas the NCM622 battery temperature increased to 710℃ in 12 minutes. To observe the thermal runaway and propagation of the prismatic LFP battery cell, the internal temperature was set at 200℃ and the oven test simulation was conducted. It was found that thermal runaway occurred at 391℃ after 47 minutes. As a result of observing thermal runaway propagation by placing five NCM622 and LFP battery cells, the thermal runaway propagation was clearly observed in the case of the NCM622 battery, but in the case of the LFP battery, thermal runaway was not observed after the first cell. From the third battery cell, it was confirmed that the temperature change was very insignificant, and through this, it is considered that the LFP battery is relatively safe compared to the NCM battery in terms of the thermal runaway propagation of the battery.

• 멤브레인
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• 제34권1호
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• pp.1-9
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• 2024

최근 전기차 시장의 확장으로 배터리 산업이 급격히 성장함에 따라 폐배터리 리사이클링 기술 개발의 필요성이 증가하고 있다. 폐배터리 리사이클링 기술은 배터리 산업에 핵심적인 리튬, 코발트, 니켈 등 희소금속의 공급을 안정화하고 환경 및 인간의 건강에 미치는 영향을 경감할 수 있다. 본 총설에서는 금속 회수 기술의 배경이 되는 이론적 원리와 현재 상용되고 있는 금속 회수 공정을 소개하고자 한다. 또한, 기존 공정의 문제점을 개선하려는 연구 및 기술 개발 동향을 서술하여 리사이클링 기술이 나아가야 할 방향을 소개하고자 한다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제24권4호
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• pp.229-235
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• 2023

최근 드론에 탑재량 증가에 따라 비행시간 연장에 대한 수요 및 농업용을 활용하는 방안이 필요하다. 현재 태양 전지를 이용한 드론의 배터리 기술에 의해 탑재 무게 증가 및 비행시간 연장에 관한 연구가 수행되고 있다. 또한, 지속적인 비행을 위해 배터리를 충전하거나 교체해야 하는 번거로움을 줄이기 위한 대안으로 태양 전지를 이용한 드론이 실용적인 해결 방안으로 제시되고 있다. 이에 본 연구에서는 드론의 주동력 시스템을 최적화하기 위해 기존 배터리와 태양 전지를 부착하여, 태양광 드론을 실험적으로 분석 및 검증하였다. 그 결과 태양광 드론은 약 2-3% 정도의 비행시간을 연장하였다. 제안된 태양광 드론은 비행 시 평균 55W의 에너지 소모를 하며, 태양 전지의 최대 충전 시 약 25W의 에너지를 공급받았다. 이를 통해 장기 체공을 위한 비행시간 연장을 실험적으로 검증하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.153-160
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• 2013

This research paper describes the development of battery charger with a variable output voltage capacity for charging the batteries used in electrical vehicles. The voltage and current accordingly is control via the buck converter that receives three phase current at primary side and fed to bridge rectifier which is comprised of full bridge converter and HFTR(High Frequency Transformer) for isolation and a square wave AC output. The transformer primary side is in series to divide certain charging current and the secondary side is comprised of six fix transformers so that they can generate certain amount of power and various output voltage through relay connection using 6 DC outputs. Moreover, all parallel connected full bridge serial resonant converter communicate together with upper(main) controller. The constructed structure is verified by conducting the test on PSIM as well as experimentally.

• 전력전자학회논문지
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• 제23권3호
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• pp.161-167
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• 2018

In battery-operated systems, an isolated converter is used to interface the utility grid with the system to increase stability when charging and discharging batteries. Systems such as vehicle-to-grids (V2Gs), on-board chargers, and energy storage systems (ESSs) have recently become popular, and the roles of isolated converters have become important considerations in fabricating such devices. A fixed-frequency LLC converter, which is a type of isolated converter, presents the advantages of high efficiency and high power density by performing zero-voltage switching (ZVS) over wide frequency ranges. However, the magnetizing inductance of the LLC converter should be designed to enable ZVS in all switching devices. Therefore, in this study, the operating characteristics of the LLC circuit are analyzed, and an optimal design method for ZVS operation is established. Moreover, an 8 kW LLC high-efficiency and high-power-density resonant converter is designed and tested for ESS application. The LLC converter achieves 98% efficiency at rated power.

• 센서학회지
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• 제24권3호
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• pp.155-158
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• 2015

In this paper, in-situ heat cooling with temperature monitoring is reported to solve thermal issues in electric vehicle (EV) batteries. The device consists of a thick graphene cooler on top of the substrate and a platinum-based resistive temperature sensor with an embedded heater above the graphene. The graphene layer is synthesized by using chemical vapor deposition directly on the Ni layer above the Si substrate. The proposed thick graphene heat cooler does not use transfer technology, which involves many process steps and does not provide a high yield. This method also reduces the mechanical damage of the graphene and uses only one photomask. Using this structure, temperature detection and cooling are conducted simultaneously using one device. The temperature coefficient of resistance (TCR) of a $1{\times}1mm^2$ temperature sensor on 1-$\grave{i}m$-thick graphene is $1.573{\times}10^3ppm/^{\circ}C$. The heat source cools down $7.3^{\circ}C$ from $54.4^{\circ}C$ to $47.1^{\circ}C$.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제18권6호
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• pp.15-23
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• 2017

Wireless power transmission (WPT) for wireless charging is currently attracting much attention as a promising approach to miniaturize batteries and increase the maximum total range of an electric vehicle. The main advantage of the laser power beam (LPB) approach is its high power transmission efficiency (PTE) over long distance. In this paper, we present the design of a laser power beam based WPT system, which has a best WPT channel selection technique at the receiver end when multiple power transmitters and single power receiver are operated simultaneously. The transmitters send their transmission channel information via optically modulated laser pulses. The receiver uses the received signal strength indicator and digitized data to choose an optimum power transmission path. We modeled a vertical multi-junction photovoltaic cell array, and conducted an experiment and simulation to test the feasibility of this system. From the experimental result, the standard deviation between the mathematical model and the measured values of normalized energy distribution is 0.0052. The error between the mathematical model and measured values are acceptable, thus the validity of the model is verified.