• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제24권2호
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• pp.127-132
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• 2024

최근 이차전지는 다양한 산업 분야에서 사용되고 있다. 특히 소형 및 경량의 특성으로 스마트폰, 노트북, 태블릿 등 다양한 휴대용 전자기기에서 높은 에너지 밀도와 충·방전 효율을 토대로 전기자동차와 에너지저장시스템(Energy Storage System, ESS)의 핵심 부품으로 사용되고 있다. 하지만 이차전지의 과도한 충·방전에 따른 수명감소, 파열, 손상, 화재 등의 문제점이 발생하고 있다. 따라서 BMS(Battery Management System)를 통하여 과도한 충·방전을 보호하고 성능을 향상시킨다. 하지만 실제 리튬이온 배터리를 사용하여 BMS의 차단 및 보호범위 설정하는 데 있어서 이차전지의 수명감소, 파열, 손상, 화재의 문제점이 따른다. 따라서 본 논문에서는 배터리 충방전기와 시뮬레이터를 활용하여 이차전지 중 사용이 높은 리튬이온 배터리와 납축전지의 충전 및 방전 특성을 살펴본다.

• 에너지공학
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• 제20권2호
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• pp.109-122
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• 2011

온실가스배출억제와 수입원유저감을 위하여 전 전기자동차의 도입이 활발하게 추진되고 있다. 이의 항속거리 연장을 위한 리튬이온 이차전지 소재와 공정개발 등의 연구개발 동향, 그리고 양산체제 구축 중에 있는 리튬이온 이차전지 메이커의 계획도 조사하였다. 완성차메이커와는 수평분업적인 협력관계가 형성되고 있음을 볼 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권7호
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• pp.1740-1749
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• 2009

디지털 컨버전스로 대표되는 모바일 기기의 진화에 따라 카메라, MP3, TV, 게임기 등의 기능이 휴대폰에 탑재되었으며, 이에 따른 모바일 기기의 소비전력 증가는 차세대 초고용량 리튬이온전지의 개발을 촉진시키고 있다. 또한 환경 규제 및 유가 상승으로 인하여 하이브리드 자동차에 대한 수요가 증가하고 있고, 이에 따라 중대형 전지에 대한 관심이 집중되면서 전지의 저가격화, 고출력화, 고안전화를 이루기 위한 노력이 계속되고 있다. 본 연구에서는 리튬이온전지 패킹에 관한 기술로서 공정축소 및 생산성을 향상시킬수 있고 전지본체 CELL을 제외한 나머지 부품을 재활용 할 수 있는 특허기술을 제시하였다. 보호회로가 탄성적으로 부착된 리튬이온전지 팩은 보호회로와 전지본체의 순간적인 단락을 방지하고, 보호회로와 전지본체의 전기적인 연결을 용이하게 수행할 수 있도록 탄성적으로 부착된 전지 팩을 제공한다.

• 정보처리학회논문지:소프트웨어 및 데이터공학
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• 제12권3호
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• pp.133-140
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• 2023

리튬 이온 배터리는 사용 환경과 양극재 조합 비율에 따라 배터리의 성능이 좌우된다. 고성능 리튬 이온 배터리를 개발하기 위해서는 양극재 비율을 다양하게 변화시켜가면서 배터리를 제작하고 성능을 측정해야 한다. 하지만 모든 변수 조합에 대해 배터리를 제작하고 성능을 측정하기에는 많은 시간과 비용이 소모된다. 그렇기 때문에 최근에는 데이터 기반으로 인공지능 모델을 활용하여 배터리의 성능을 예측하고자 하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 기존 공개 배터리 데이터는 동일한 배터리로 측정 실험을 하였기 때문에 양극재 조합 비율은 고정되어 있어서 데이터 속성으로 포함되지 않았다. 본 논문에서는 양극재 소재 조합 비율에 따른 배터리의 성능을 예측할 수 있는 인공지능 모델 개발에 필요한 학습 데이터 모델을 정의한다. 우리는 리튬 이온 배터리의 성능에 영향을 미칠 수 있는 요인을 분석하여 양극재 소재별 질량과 배터리 사용 환경을 입력데이터로, 배터리의 출력과 용량을 목적 데이터로 정의하였다. 공개 배터리 데이터 중에는 양극재 비율이 포함된 데이터가 없어 양극재 비율을 모두 동일한 값으로 설정한 제한된 데이터로 다중 선형회귀 분석, 서포트 벡터 회귀분석, 다중 로지스틱 회귀 분석, LSTM 분석을 수행하였다. 실험 환경이 다른 배터리 데이터에서 각각의 배터리 데이터는 고유한 패턴을 유지하였으며, 배터리 분류 모델은 각각의 배터리를 약 2%의 오차로 분류하는 것으로 나타났다.

• 전력전자학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.26-36
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• 2013

This paper presents a simple and cost-effective stand-alone rapid battery charging system of 30kW for electric vehicles. The proposed system mainly consists of active front-end rectifier of neutral point clamped 3-level type and non-isolated bi-directional dc-dc converter of multi-phase interleaved half-bridge topology. The charging system is designed to operate for both lithium-polymer and lithium-ion batteries. The complete charging sequence is made up of three sub-interval operating modes; pre-charge mode, constant-current mode, and constant-voltage mode. The pre-charge mode employs the stair-case shaped current profile to accomplish shorter charging time while maintaining the reliable operation of the battery. The proposed system is specified to reach the full-charge state within less than 16min for the battery capacity of 8kWh by supplying the charging current of 78A. Owing to the simple and compact power conversion scheme, the proposed solution has superior module-friendly mechanical structure which is absolutely required to realize flexible power expansion capability in a very high-current rapid charging system.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2017년도 추계학술대회
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• pp.57-58
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• 2017

본 논문에서는 리튬이온 배터리의 배터리 보호회로 모듈에 대한 전자파 내성 실험에 대하여 연구하였다. 전자파 내성은 전원선, 입출력선, 안테나 포트 등을 통해 유입되는 전자파에 대한 전도성 내성과 공간적으로 방사되는 전자파에 대한 복사성 내성으로 나눌 수 있다. 실험 시료로 S사의 리튬이온 배터리를 사용하였고, 전도성 내성 실험에서는 Surge(IEC 61000-4-5), Ring wave(IEC 61000-4-12), Damped oscillatory wave(IEC 61000-4-18)에 대하여 실시하였다. 복사성 내성은 IEC 61000-4-3에 따라 실험하였다.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제4권1호
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• pp.27-33
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• 2013

The consequences of electrode density and thickness for electrochemical performance of lithium-ion cells are investigated using 2032-type coin half cells. While the cathode composition is maintained by 90:5:5 (wt.%) with $LiCoO_2$ active material, Super-P electric conductor and polyvinylidene fluoride polymeric binder, its density and thickness are independently controlled to 20, 35, 50 um and 1.5, 2.0, 2.5, 3.0, 3.5 g $cm^{-3}$, respectively, which are based on commercial lithium-ion battery cathode system. As the cathode thickness is increased in all densities, the rate capability and cycle life of lithium-ion cells become significantly worse. On the other hand, even though the cathode density shows similar behavior, its effect is not as high as the thickness in our experimental range. This trend is also investigated by cross-sectional morphology, porosity and electric conductivity of cathodes with different densities and thicknesses. This work suggests that the electrode density and thickness should be chosen properly and mentioned in detail in any kinds of research works.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제13권1호
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• pp.90-99
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• 2022

Owing to the rising concern of global warming, lithium-ion batteries have gained immense attention over the past few years for the development of highly efficient electrochemical energy conversion and storage systems. In this study, alpha-phase VOPO₄·2H₂O with nanosheet morphology was prepared via a facile hydrothermal method for application in high-performance lithium-ion batteries. The X-ray diffraction and scanning electron microscopy (SEM) analyses indicated that the obtained sample had an alpha-2 (αII) phase, and the nanosheet morphology of the sample was confirmed using SEM. The lithium-ion battery with VOPO₄·2H₂O as the anode exhibited excellent long-term cycle life and a high capacity of 256.7 mAh g^-1 at room temperature. Prelithiation effectively improved the specific capacity of pristine VOPO₄·2H₂O. The underlying electrochemical mechanisms were investigated by carrying out AC impedance, rate capability, and other instrumental analyses.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2014년도 추계학술대회 논문집
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• pp.167-167
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• 2014

Graphite is used as a negative electrode active material of Lithium ion capacitor (LIC). At the cathod, electrostatic reaction of EDLC is a very high reaction rate compared to a oxidaion reduction reaction. When the graphite was expanded that the length between the sheet, the intercalation of lithium ions is smoothed. And thus, the power density increases. By measuring the XRD, it was confirmed that the increase in interlayer spacing of graphite. And by measuring an electrochemical reactionin Lithium Ion Battery (LIB), it was confirmed the tendency of power density is improved.

• 한국재료학회지
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• 제20권11호
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• pp.592-599
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• 2010

A porous nickel-tin nano-dendritic electrode, for use as the anode in a rechargeable lithium battery, has been prepared by using an electrochemical deposition process. The adjustment of the complexing agent content in the deposition bath enabled the nickel-tin alloys to have specific stoichiometries while the amount of acid, as a dynamic template for micro-porous structure, was limited to a certain amount to prevent its undesirable side reaction with the complexing agent. The ratios of nickel to tin in the electro-deposits were nearly identical to the ratios of nickel ion to tin ion in the deposition bath; the particle changed from spherical to dendritic shape according to the tin content in the deposits. The nickel to tin ratio and the dendritic structure were quite uniform throughout the thickness of the deposits. The resulting nickel-tin alloy was reversibly lithiated and delithiated as an anode in rechargeable lithium battery. Furthermore, the resulting anode showed much more stable cycling performance up to 50 cycles, as compared to that resulting from dense electro-deposit with the same atomic composition and from tin electrodeposit with a similar porous structure. From the results, it is expected that highly-porous nickel-tin alloys presented in this work could provide a promising option for the high performance anode materials for rechargeable lithium batteries.