• 제목/요약/키워드: Lithium-ion Secondary battery

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LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2계 정극활물질을 적용한 전극 제조조건 최적화 연구 (A Study on Optimization of Manufacturing Condition for LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2-based Cathode Electrode)

  • 김현수;김성일;이창우;문성인;김우성
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제19권2호
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    • pp.139-144
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    • 2006
  • A fabrication condition of the cathode electrode was optimized in a lithium secondary battery. The $LiNi_{1/3}Mn_{1/3}Co_{1/3}O_2$ powders were used as a cathode material. The $LiNi_{1/3}Mn_{1/3}Co_{1/3}O_2$/Li cells were prepared with a certain formulation and their cycleability and rate-capability were evaluated. Optimum electrode composition simulated from the evaluated value was 86.3: 5.6: 8.1 in mass $\%$ of active material: binder: conducting material. Discharge capacity decreased markedly as the press ratio exceeded $30\%$ during preparation of the electrode. Discharge performance at a high current rate deteriorated abruptly as the electrode thickness was over $120{\mu}m$.

리튬이차전지의 과충전에 의한 열폭주 현상의 이해 (Understanding Thermal Runaway Phenomena in Overcharged Lithium-Ion Batteries)

  • 이민서;유지선;강경신;이재승;봉성율
    • 전기화학회지
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    • 제27권2호
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    • pp.55-72
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    • 2024
  • 이차전지는 우리 생활에 있어 지구온난화에 따른 화석연료의 대체원으로서 전기차 및 에너지저장장치(Energy storage system, ESS) 등 필수불가결한 신재생에너지원으로 활용하고 있다. 그러나, 과방전, 고속충방전, 단락 등 여러 원인에 따른 이차전지 내 열폭주 현상으로 인해 배터리 화재 및 폭발에 대한 사건사례들이 보고되고 있으며, 각각의 원인에 적합한 해결책을 찾기 위해 많은 노력을 기울이고 있다. 특히, 과충전 과정에서 원인으로 추정되는 사례들이 지속적으로 보고되고 있으므로, 본 총설에서는 과충전 과정에서 발생할 수 있는 이차전지의 화학적 반응들을 살펴보고, 이를 점검 및 예방하기 위한 위험조사방법에 대해서 이야기하고자 한다.

리튬이온 2차 전지용 전해액의 이온전도도와 전기화학적 특성 (Conductivity and Electrochemical characterization of Lithium ion secondary battery electrolytes)

  • 임동규;이제혁;변문기;조봉희;김영호;우병원;나두찬
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 1998년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.295-298
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    • 1998
  • We have investigated ionic conductivity and electrochemical stability of the electrolytes containing organic solvent. Ion conductivities were measured between 10 and 80$^{\circ}C$, and electrochemical stabilities were determined by cyclic voltammetry on glassy carbon, platinum and aluminum electrodes. Ionic conductivity of electrolyte(EC:DEC=1:1) with IM LiPF$\_$6/ shows better than that of the other electrolytes having Li salts. The IM LiBF$_4$-PC electrolyte exhibits good electrochemical stability. IM LiPF$\_$6/ (EC:DEC=1:1) and IM LiPF$\_$6/ (EC:DMC=1:1) electrolytes are used for the high capacity of battery system.

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이차전지(二次電池) 제조공정(製造工程)스크랩으로부터 고효율(高效率) 親環境(친환경) 코발트(Co)와 리튬(Li)의 회수(回收)에 관(關)한 연구(硏究) (A Study on the Cobalt and Lithium Recovery from the Production Scraps of Lithium Secondary Battery by High Efficient and Eco-friendly Method)

  • 이정주;정진도
    • 자원리싸이클링
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    • 제19권6호
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    • pp.51-60
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    • 2010
  • 리튬이차전지 양극스크랩으로부터 코발트와 리튬을 회수하기위해 물리적 전처리, 침출, 용매추출 및 회수실험을 행하였다. 실험재료로 제조공정에서 발생되는 코발트계 양극스크랩을 사용하여 단위공정별 최적조건을 구하였다. 물리적전처리 최적조건은 온도 $500{\sim}550^{\circ}C$, 파쇄날 회전속도 1000rpm이었으며, 침출 최적조건은 300rpm, 2M $H_2SO_4$, 2.5M $H_2O_2$, $95^{\circ}C$이었다. D2EHPA(bis(2-ethylhexyl) phosphoric acid) 와 PC88A를 각각 알루미늄과 코발트의 추출제로 사용하여 분리.정제하였으며, 코발트는 염기성시약을 사용하여 $Co(OH)_2$로, 리튬은 탄산나트륨 및 LiOH를 사용하여 탄산리튬($LiCO_3$)으로 회수하였다. $Co(OH)_2$는 열처리를 하여 삼산화코발트($Co_3O_4$)로 만들고 분쇄기를 사용하여 10 ${\mu}m$정도의 입자를 만들었다. 최적조건에서 코발트와 리튬 회수율은 99%이상, 리튬회수율은 99%이상이었으며, 삼산화코발트의 순도는 99.98%이상이었다.

3차원 전고체 전극 구조체 형성, 분석 및 성능 예측 기술 동향 (A Review on 3D Structure Formation, Analysis and Performance Prediction Technique for All-solid-state Electrode and Battery)

  • 박주남;진다희;김도환;배경택;이강택;이용민
    • 전기화학회지
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    • 제22권4호
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    • pp.139-147
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    • 2019
  • 고에너지밀도 대용량 리튬이온전지를 채용한 전기자동차 및 에너지저장시스템에서 발생하고 있는 발화사고로 인해, 고안전성 전고체 리튬이차전지(All-solid-state Lithium Secondary Battery, ALSB)에 대한 연구가 국내외에서 활발히 진행되고 있다. 하지만, 단순히 액체전해질을 고체전해질로만 바꾸는 것이 아니라, 이로 인해 수반되는 전극 및 전지 설계와 해석이 크게 달라진다는 점에서 해결해야 될 이슈들이 산재해 있다. 특히, 전지는 전극 설계에 따라 그 성능이 굉장히 상이함에도 불구하고, 실질적인 전고체 전지 실험 구현의 어려움으로 전고체 전극(All-solid-state Electrode, ASSE) 설계에 따른 성능 차이를 체계적으로 비교 분석하여 최적화하는 연구는 매우 제한적이다. 이를 극복하기 위한 방안으로, 가상의 3차원 전고체 전극 구조체를 형성하고, 형성된 구조체를 바탕으로 다양한 성능 결정 파라미터를 도출하며, 더불어 분석 전극을 포함한 전지의 성능까지 예측할 수 있는 기술을 개발하는 연구가 주목을 받기 시작했다. 본 총설에서는 3차원 전고체 전극 구조체 형성부터 전고체 리튬이차전지의 성능을 예측하는 기술까지 각각의 기술들이 갖고 있는 장단점을 폭넓게 다룰 것이며, 나아가 본 기술이 나아갈 최종적인 목표까지 간략히 기술하고자 한다.

정극 활물질 LiMnO2 충.방전과 임피던스 특성 (The Impeditive Properties and Charge/Discharge of Positive Active Material $LiMnO_2$)

  • 위성동;김종옥;구할본
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2003년도 춘계학술대회 논문집 센서 박막재료 반도체 세라믹
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    • pp.299-305
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    • 2003
  • The battery industries have been developed to the implementation of lithium ion secondary cell from the cell of Ni/Cd and Ni/MH in the past to be asked of an age of high technology from low technology. Also in resent the polymeric cell to get a good high function with an age of new advanced information system is changed from the 21 century to the secondary batteries society. The properties of lithium secondary batteries have the high energy density, the long cycle time, the low self discharge area and the high active voltage. The wanted properties of secondary batteries for the motion of an apparatuses of industries of an high skill age have a small type trend of the energy density and it is become with a strong asking of the industrial society market about the storable medium of the convenience and new power energy. The electrochemical properties is researched for the cell to be synthesised and crystallized the positive active material LiMnO2 of the secondary cell at 9250C to get a new improved data of the electric discharge for that the capacitance of the LiMnO2 thin film that is improving and researching with the properties and a merit and demerit in the this kind of asking.

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특허(特許)와 논문(論文)으로 본 폐전지 재활용(再活用) 기술(技術) 동향(動向) (Trend on the Recycling Technologies for Spent Batteries by the Patent and Paper Analysis)

  • 신선명;주성호;김수경;조영주;조봉규
    • 자원리싸이클링
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    • 제21권4호
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    • pp.16-25
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    • 2012
  • 전지는 공기아연리튬망간산화은나트륨-유황납축니켈-수소 이차니켈-카드뮴리튬이온알칼라인 전지 등의 여러 종류가 있다. 경제적, 효율적 관점에서 폐전지의 재활용 기술은 폭넓게 연구되어 왔다. 본 연구에서는 폐전지의 재활용 기술에 대한 특허와 논문을 분석하였다. 분석범위는 1972년~2011년까지의 미국, EU, 일본, 한국의 등록/개된 특허와 SCI 논문으로 제한하였다. 특허와 논문은 키워드를 사용하여 수집하였고, 기술의 정의에 의해 필터링하였다. 특허와 논문의 동향은 연도, 국가, 기업, 기술에 따라 분석하여 나타내었다.

리튬 2차 전지용 Li[Co0.1Ni0.15Li0.2Mn0.55]O2 양극물질의 안정성 고찰 (Stability of Li[Co0.1Ni0.15Li0.2Mn0.55]O2 Cathode Material for Lithium Secondary Battery)

  • 박용준
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제20권5호
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    • pp.443-449
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    • 2007
  • The structural and thermal stability of $Li[Co_{0.1}Ni_{0.15}Li_{0.2}Mn_{0.55}]O_2$ electrode during cycling process was studied. The sample was prepared by simple combustion method. Although there were irreversible changes on the initial cycle, O3 stacking for $Li[Co_{0.1}Ni_{0.15}Li_{0.2}Mn_{0.55}]O_2$ structure was retained during the first and subsequent cycling process. Impedance of the test cell was decreased after the first charge-discharge process, which would be of benefit to intercalation and deintercalation of lithium ion on subsequent cycling. As expected, cycling test for 75 times increased impedance of the cell a little, instead, thermal stability of $Li[Co_{0.1}Ni_{0.15}Li_{0.2}Mn_{0.55}]O_2$ was improved. Moreover, based on DSC analysis, the initial exothermic peak was shifted to high temperature range and the amount of heat was also decreased after cycling test, which displayed that thermal stability was not deteriorated during cycling.

리튬 이온 전지용 스피넬 $LiMn_2O_4$의 열처리 온도에 따른 전기 화학적 특성 (Electrochemical Properties of Spinel $LiMn_2O_4$ Synthesized at Various Heat Treatment for Lithium lon Battery)

  • 한태희;민형식;한병성
    • 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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    • 제48권3호
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    • pp.179-184
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    • 1999
  • In the past ten years, $LiMn_2O_4$-based spinels have been extensively studied as positive electrode materials for lithium-ion batteries. To improve the cycle performance of spinel $LiMn_2O_4$ as the cathode of 4V class lithium secondary batteries, spinel phases $LiMn_2O_4$ were prepared at various temperatures ranging form 600-900$^{\cire}C$ in air. The results showed that charge.dischare capacity of $LiMn_2O_4$ varied at 1st temperature from $200^{\circ}C to 600^{\circ}C$ increase with increasing temperature. $LiMn_2O_4$ synthesized at 2nd temperature $750^{\circ}C$excellent charge.discharge capacity, efficiency and cyclability compared to the samplesynthesized different temperatures. The value of lst charge.discharge capacity was 121mAh/g, 118mAh/g, Also, the efficiency value was about 97%.

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