• Journal of Ceramic Processing Research
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• v.19 no.5
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• pp.413-418
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• 2018

All-solid-state lithium batteries (ASSBs) using inorganic sulfide-based solid electrolytes are considered prospective alternatives to existing liquid electrolyte-based batteries owing to benefits such as non-flammability. However, it is difficult to form a favorable solid-solid interface among electrode constituents because all the constituents are solid particles. It is important to form an effective electron conduction network in composite cathode while increasing utilization of active materials and not blocking the lithium ion path, resulting in excellent cell performance. In this study, a mixture of fibrous VGCF and spherical nano-sized Super P was used to improve rate performance by fabricating valid conduction paths in composite cathodes. Then, composite cathodes of ASSBs containing 70% and 80% active materials ($LiNi_{0.6}Co_{0.2}Mn_{0.2}O_2$) were prepared by a solution-based process to achieve uniform dispersion of the electrode components in the slurry. We investigated the influence of binary carbon additives in the cathode of all-solid-state batteries to improve rate performance by constructing an effective electron conduction network.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.7 no.6
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• pp.1313-1318
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• 2006

The mechanism fur the surface film formation was studied by in situ Atomic Force Microscopy (AFM) observation of a highly oriented pyrolytic graphite (HOPG) basal plane surface during cyclic voltammetry at a slow scan-rate of 0.5 mV $s^{-1}$ in 1 moi $dm^{-3}$ (M) $LiPF_6$ dissolved in a mixture of ethylene carbonate (EC) and diethyl carbonate (DEC). Decomposition of the electrolyte solution began at a potential around 2.15 V vs. $Li^+$/Li on step edges. In the potential range 0.95-0.8 V vs. $Li^+$/Li, flat areas (hill-like structures) and large swelling appeared on the surface. It is considered that these two features were formed by the intercalation of solvated lithium ions and their decomposition beneath the surface, respectively. At potentials more negative than 0.80 V vs. $Li^+$/Li, particle-like precipitates appeared on the basal plane surface. After the first cycle, the thickness of the precipitate layer was 30 nm. The precipitates were considered to be decomposition of the lithium salt ($LiPF_6$) and solvent molecules (EC and DEC), and to have an important role in suppressing further solvent decomposition on the basal plane.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.56 no.2
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• pp.111-129
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• 2019

Recently, all-solid-state batteries (ASSBs) have attracted increasing interest owing to their higher energy density and safety. As the core material of ASSBs, the characteristics of the solid electrolyte largely determine the performance of the battery. Thus far, a variety of inorganic solid electrolytes have been studied, including the NASICON-type, LISICON-type, perovskite-type, garnet-type, glassy solid electrolyte, and so on. The garnet Li₇La₃Zr₂O₁₂ (LLZO) solid electrolyte is one of the most promising candidates because of its excellent comprehensively electrochemical performance. Both, experiments and theoretical calculations, show that cubic LLZO has high room-temperature ionic conductivity and good chemical stability while contacting with the lithium anode and most of the cathode materials. In this paper, the crystal structure, Li-ion transport mechanism, preparation method, and element doping of LLZO are introduced in detail based on the research progress in recent years. Then, the development prospects and challenges of LLZO as applied to ASSBs are discussed.

• Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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• v.14 no.3
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• pp.217-228
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• 2003

Li 이차 전지 음극용 활물질인 $Co_3O_4$의 초기 충방전 효율을 향상시키기 위해 chemical reduction method나 mechanical milling법을 이용하여 $Co_3O_4$에 Ni을 첨가하여 $Ni-Co_3O_4$, 복합물을 제조하였다. 그 결과 초기 충방전 효율이 약 69%에 불과한 $Co_3O_4$에 비해 mechanical milling법을 이용하여 제조된 $Ni-Co_3O_4$ 복합물은 약 79%이상의 대폭 향상된 초기 충방전 효율 특성을 나타내었다. 하지만 chemical reduction method를 이용하여 제조된 $Ni-Co_3O_4$ 복합물은 약 71%의 초기 충방전 효율 특성만을 나타내었다. SEM 분석을 통해 각 물질의 표면 형상을 관찰한 결과 mechanical milling법과 chemical reduction method를 통해 제조된 $Ni-Co_3O_4$ 복합물에서는 $Co_3O_4$ 표면에 분포된 Ni의 균일성의 차이가 존재하였다. $Co_3O_4$가 $Li_2O$의 분해, 형성에 의해 충방전되고 Ni이 $Li_2O$의 분해를 촉진시키는 효과를 가지고 있음을 고려할 때 이러한 균일성의 차이는 결국 Ni 과 $Co_3O_4$ 사이의 접촉면적의 차이로 이어져 $Ni-Co_3O_4$ 복합물의 초기 충방전 효율 특성이 그 제조 방법에 따라 달라지는 것으로 보인다.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.18 no.2
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• pp.45-50
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• 2015

In the present work, to increase the chemical stability of the lithium-ion-conducting ceramic electrolyte ($Li_{1+x+y}Al_xTi_{2-x}Si_yP_{3-y}O_{12}$, LATP) in the strong alkaline solution, the surface of LATP was modified by the nitridation process. The surface and structural properties of nitride LATP solid electrolyte were characterized by X-ray diffraction, X-ray photoelectron spectrometer and scanning electron microscopy and ac-impedance spectroscopy, which were correlated to the chemical stability and electrochemical performance of LATP. The nitrided LATP immersed in the alkaline solution for 30 days exhibits the enhanced chemical stability than the pristine LATP. Moreover, a rechargeable hybrid Li-air battery constructed with the nitrided LATP solid electrolyte shows considerably reduced discharge-charge voltage gaps (enhanced the round-trip efficiency) in comparison to the cell constructed with pristine LATP, which indicate that the surface nitridation process can be the efficient way to improve the chemical stability of solid electrolyte in alkaline media.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2016.07a
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• pp.273-274
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• 2016

본 논문에서는 LLC 공진형 컨버터 기반 리튬 이온 배터리 충전기의 통합형 보상기를 제안하였다. 제안한 보상기는 실효 커패시턴스의 변화를 고려할 수 있는 배터리 모델 기반으로 설계되어 전 충전 구간 동안 안정적인 동작이 가능하며 정전류-정전압 (CC-CV) 충전을 하나의 보상기로 구현하여 충전 모드 변환시의 과도 특성을 가지지 않는다. 제안한 통합형 보상기의 설계는 기본파 근사법과 확장기술함수를 활용하여 진행 하였으며, LLC 공진형 컨버터와 배터리팩을 이용한 실험결과를 통하여 그 유효성을 검증 하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2016.07a
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• pp.411-412
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• 2016

최근 퍼스널 모빌리티에 대한 관심과 수요가 증대됨에 따라 전기에너지를 구동원으로 하는 소형 이동형 제품을 생활속에서 쉽게 접할 수 있게 되었다. 이러한 퍼스널 모빌리티 제품은 자이로센서 기술이 접복된 바퀴가 하나인 외발 전동휠과 세그웨이류의 제품, 전동퀵보드, 전동스쿠터 등 다양한 제품이 출시되고 있다. 또한 이들 제품의 구동전원은 대부분 리튬이차전지가 사용되고 있다. 본 논문에서는 충전과 방전을 반복하는 다셀이 직렬로 구성된 리튬 이차전지 배터리팩에서 발생되는 셀간 편차와 이로 인해 배터리팩의 전체적인 효율성이 저하되는 것을 방지하는 셀 밸런싱에 관한 기술로 과거 완속형의 표준충전에 적합한 1단 밸런싱의 문제점을 보완하기 위해 표준충전과 급속충전을 임의로 선택하여 사용하는 경우에도 정상적인 셀 밸런싱 수행은 물론 빠른 셀 밸런싱을 수행하기 위한 기법에 대해 살펴보았다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2013.11a
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• pp.239-240
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• 2013

The increased demand for conventional energy sources, and international oil price rises are driving societies toward research and development of renewable energy. A large number of their installations and penetrations will bring an instability distribution power system. Also, load concentration problem at specific time can cause the shortage of power reserve margin. To deal with these problems, the development of energy storage systems (ESS) is required. This paper proposes the 1MW grid-connected ESS with Li-ion battery and power conditioning system (PCS). The performances of the 1MW grid-connected ESS are evaluated and verified with the PSCAD/EMTDC based simulation test.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2011.11a
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• pp.299-300
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• 2011

상이한 전기화학적 특성을 가진 단위 셀들을 미리 선별하여 팩의 안전한 운용 및 배터리 관리 시스템의 성능 향상을 위해 스크리닝(screening)은 필수적이다. 그러므로, 본 논문에서는 이산 웨이블릿 변환(DWT;discrete wavelet transform)을 이용한 리튬 이온 배터리 스크리닝 방법을 제안한다. 제안된 방식은 축소된 하이브리드 자동차용 전류프로파일을 통해 얻어진 충방전 전압을 이산 웨이블릿 변환에 적용하여 저주파 전압 성분과 고주파 전압 성분으로 분리하고, 각 단계별로 얻어진 성분들의 통계처리를 실시하여 스크리닝을 구현한다. 특히, 마지막 단계에서의 저주파 전압 성분과 고주파 전압 성분은 배터리의 State-of-health(SOH)를 예측하기 위한 성분으로 정의된다.

• Proceedings of the Korean Institute of Intelligent Systems Conference
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• 2007.04a
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• pp.185-188
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• 2007

본 논문은 하이브리드용 자동차의 리튬 이온 전지의 사이클 라이프에 따른 용량의 감소를 예측하고 잔량을 예측하기 위한 지능형 스마트 모듈의 설계를 제안한다. 리튬 이온 전지는 충 방전 횟수에 따라 전하를 담을 수 있는 용량이 감소하고, 방전 전압이 비선형이므로 정확한 잔량 예측이 어렵다. 따라서, 지능형 스마트 모듈은 전압과 전류, 온도의 측정을 위한 데이터 수집 장치를 제작하고 퍼지 로직을 이용한 잔량 측정 알고리즘을 통해 정확도가 높은 리튬 이온 전지의 잔량을 예측하고, 충 방전 실험 값과 퍼지 로직을 이용한 결과 값의 비교를 통해 그 효용성을 보인다.