• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2005년도 제36회 하계학술대회 논문집 B
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• pp.1509-1511
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• 2005

군수용 이차전지는 납축전지, 니켈-카드뮴전지 등이 주로 응용되고 있다. 군수용 전지의 경우 민수용에 비해 사용온도범위가 넓고, 진동, 충격 등의 환경시험규격이 까다로우며, 높은 신뢰성이 보장되어야만 한다. 또한 최근 환경문제의 부각으로 니켈-카드뮴전지는 차츰 설자리를 잃어가고 있으며, 납축전지의 경우 오염물질의 배출뿐만 아니라 저온성능이 떨어지는 단점을 가지고 있다. 이의 일환으로 최근 선진외국에서는 이를 대체하기 위한 연료전지, 리튬-이온, 리튬-폴리머, 니켈-수소전지 등의 개발 및 적용이 확대되고 있는 실정이다. 하지만 연료전지의 경우 상용화가 아직 이루어지지 않고 있으며, 리튬계열 배터리의 경우 이상상태에서 폭발하는 특성을 갖고 있어 많은 문제점을 내포하고 있다. 본 논문에서는 군용 니켈-수소전지를 대상으로 특성을 알아보고 배터리의 합리적 운용을 돕기 위한 배터리관리시스템에 대해 살펴보고자 한다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제9권4호
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• pp.135-141
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• 1998

Fe-Ti계 수소저장합금 전극의 방전특성을 개선하기 위하여 Ni을 첨가한 $TiFe_{1-x}Ni_x$ 합금을 제조하여 방전특성과 열처리 온도에 따른 변화를 조사하였다. 합금의 조성은 x = 0.1에서 0.6까지 0.1 단위씩 변화시킨 6가지 조성을 선택하여 각각에 대한 초기방전용량과 충방전사이클에 따른 용량변화를 조사하였다. 초기방전용량은 Ni의 조성이 클수록 증가하다가 x = 0.6 에서 다시 감소하였으며 Ni의 조성이 증가함에 따라 사이클특성은 전반적으로 매우 악화되었다. 열처리온도가 사이클 특성에 미치는 영향을 조사하기 위하여 초기용량이 가장 우수한 $TiFe_{0.5}Ni_{0.5}$ 합금에 대하여 $700{\sim}900^{\circ}C$ 의 온도범위에서 열처리를 시행한 후 방전특성을 조사하였다. 열처리에 의해서 초기용량은 감소되지만 사이클 특성은 현저히 개선되었다. $700{\sim}850^{\circ}C$의 온도범위에서 1시간 열처리한 전극의 경우에 사이클이 진행되면서 방전용량이 크게 회복되었으며, 열처리한 표면조직을 SEM 으로 관찰해 본 결과 이는 충분한 전극강도 및 기공율에 기인한 것으로 생각되었다. $900^{\circ}C$에서 1시간 열처리한 전극은 충분한 기공율을 갖지 못하여 방전특성이 좋지 않음을 알 수 있었다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제7권2호
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• pp.157-164
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• 1996

The AB5-type metal hydride electrodes using $(LM)Ni_{4.49}Co_{0.1}Mn_{0.205}Al_{0.205}$(LM : Lanthaniumrich Mischmetal) alloy powders(${\leq}200$mesh) which were coated with 25wt% copper in an acidic bath were prepared with or without addition of 10wt% PTFE as a binder. Prior to electrochemical measurements, the electrodes were sintered at $40^{\circ}C$ for 1 and 2hrs in vacuum with Mm(mischmetal) and sponge type Ti getters. The properties such as maximum capacity, cycle life and mechanical strength of the negative electrode have been investigated. The surface analysis of the electrode was also obtained before and after charge-discharge cycling using scanning electron microscope(SEM). From the observations of electrochemical behavior, it was found that the sintered electrode shows a lower maximum discharge capacity compared with non-sintered electrode but it shows a better cycle life. For the both electrodes with or without addition of PTFE binder, the values of mechanical strength were obtained, and their values increased with increasing sintering time. However, there is little difference of discharge capacity for both electrodes.

• 에너지공학
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• 제21권4호
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• pp.346-355
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• 2012

최근 전 세계가 환경문제와 에너지 자원 고갈 문제에 대해 관심을 집중하고 있다. 이런 문제들을 해결하기 위한 여러 가지 방법들 중 하나가 하이브리드자동차(HEVs)이다. 그래서 하이브리드자동차 기술에 대한 사람들의 관심이 높아지고 있다. 하이브리드 자동차의 에너지 저장 시스템의 후보들은 AGM 배터리, Ni-MH 배터리 및 리튬배터리 등이다. AGM 배터리는 상대적으로 낮은 가격, 높은 충전 효율, 낮은 자가 방전 및 높은 안전성 등이 장점이다. 상용자동차에 하이브리드 자동차 시스템을 적용하기 위해서는 4개의 AGM 배터리를 2개의 직렬과 2개의 병렬로 연결해야한다. 본 연구에서는 상용차용으로 사용될 직 병렬로 연결되어 있는 AGM 배터리 시스템의 충 방전 특성을 예측하기 위하여 AGM 배터리의 충 방전 모델링을 수행하였다. AGM 배터리의 충 방전 모델링을 위해 내부에서 일어나는 전기화학 반응, 전하 보전과 물질 보존 법칙을 통해 배터리의 지배방정식으로 세웠다. 모델링 결과의 정확성을 검증하기 위해 다양한 조건에서의 실험결과와 비교하였다.

• 전기화학회지
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• 제2권2호
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• pp.106-111
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• 1999

[ $CaNi_5$ ] 수소저장합금의 전기화학적 충$\cdot$방전 특성에 미치는 MG(mechanical grinding) 영향이 Ar및 $H_2$ 가스분위기에서 조사되었다 MG공정중 $CaNi_5$ 합금은 표면 산화층의 파괴와 재생성 및 산화층 근방의 불균질화로 인하여 MG 15시간 이후부터 CaO와 Ni로 뚜렷한 상분리가 일어났다. $MG-CaNi_5$는 MG시간이 길어질수록 초기의 전기화학적 방전용량은 현저히 감소하였지만 충$\cdot$방전 싸이클의 증가에 따른 용량저하 속도는 $CaNi_5$합금에 비하여 낮았다. MG처리된 $CaNi_5$합금의 퇴화는 MG공정중의 상분리 및 불규칙화에 의한 수소의 가역반응 site의 감소 및 분극저항의 증가, KOH 전해질 내에서 합금 표면의 산화반응에 의한 부동태 피막형성에 기인하는 것으로 판단되었다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제20권6호
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• pp.69-74
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• 2006

[ $Mg_2Ni$ ] 합금 및 $Mg_2Ni$와 카본 혼합물 입자의 수소저장 특성에 대한 기계적 분쇄(MG, Mechanical Grinding) 처리 효과를 고온 가스상의 PCT 측정 및 전기화학적인 마이크로 전극 측정법 등에 의해 검토되었다. PCT 측정은 약 $300[^{\circ}C]$의 고온에서 실시되었으며 전기화학적인 실험은 카본-섬유로 구성된 마이크로 전극을 1M KOH 수용액 속에서 조정자를 사용하여 MG 처리한 합금 단일입자에 접촉시켰다. 그 결과 $Mg_2Ni$ 합금과 카본 혼합물 입자의 경우 가스상에서 수소 해리압이 감소하고 상온에서 전기화학적인 수소화 특성이 크게 개선되었다. 이것은 기계적 분쇄(MG) 작용에 의한 합금의 미세화 및 나노화에 기인한다고 판단된다. 즉 고온 가스상의 PCT 측정 결과 수소 해리압이 MG 처리에 의해 0.55[MPa]에서 0.42[MPa]로 감소하였으며 동일 샘플 입자에 대해 마이크로 전극에 의한 평가에서도 수소화 피크가 보다 분명하게 관찰되었다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제9권4호
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• pp.161-167
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• 1998

Ni/MH 2차전지의 음극용 금속간화합물전극의 부식특성에 미치는 합금원소와 결합제의 영향을 조사하였다. 전극의 재료는 $(LM)Ni_{4.49}Co_{0.1}Mn_{0.205}Al_{0.205}$와 $(LM)Ni_{3.6}Co_{0.7}Mn_{0.3}Al_{0.4}$의 $AB_5$ type합금을 모재로 하였다. 여기에 Si sealant 또는 PTFE를 결합제로 첨가한 것과 원재료 분말에 구리를 20% 무전해도금한 것을 냉간 압착하여 전극을 제조하였다. 부식특성을 조사하기위해 탈공기된 6M의 KOH 용액에서 동전위법과 순환전위법을 이용하여 부식전류와 전류밀도를 측정하였다. 모재에 Co가 많이 함유되면 전극의 내식성을 향상시키고 Ni이 많이 함유되면 충전과 방전을 반복하는 동안에 전극의 안정성을 저하시켰다. 부식전류밀도는 Si sealant를 결합제로 사용한 전극의 경우가 PTFE를 사용한 전극의 경우보다 낮았고 Cu가 도금된 전극은 내식성에서 가장 우수하게 나타났다.

• 한국재료학회지
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• 제7권3호
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• pp.234-243
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• 1997

아크용해로와 진공유도로를 사용하여 니켈-수소 전지의 음극용으로 주목받고 있는 AB2 타입의 ZrV /sub x/Mn/sub 1-x/Ni/sub 1.0/, ZrV/sub x/Mn/sub 0.8-x/Ni/sub 1.2/, ZrV/sub x/Mn/sub 0.6-x/Ni/sub 1.4/합금을 용해하였다. 이들 합금은 용해한 상태에서 C14과 C15의 혼합상을 갖는 것으로 나타났으며 합금조성 및 열처리에 따라 혼합상분율이 크게 변화하였다. 이들의 결정상 및 상분율은 합금원소들의 평균원자반경비(r/sub A//r/sub B)에 따라 결정되는 것으로 밝혀졌으며 특히 열처리한 합금의 경우에는 평균원자반경비가 1.254일때를 경계로 하여 두 상의 명확간 안정구역이 설정되었다. 가압한 분위기에서 아크용해한 경우 합금성분의 손실은 미미하였으나 진공유도로를 사용하여 용해한 경우 Mn이 다량 휘발감소하여 조성이 크게 변화하였다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제21권3호
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• pp.279-285
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• 2008

CNC (Carbon Nano Colloid) was used as an additive to the positive electrode to improve the discharge performance of sealed lead-acid batteries, The cathode active material ($PbO_2$) has a relatively low utility of less than 60 % compared with other kind of batteries, such as Ni-MH and Lithium ion, In this study, to overcome the above-mentioned problem we investigated the effects of CNC addition on the enhancement of electrical connection with not-utilized $PbO_2$ and resultantly electrical conductivity of electrode, We examined low rate discharge capacities, high rate discharge capacities and internal resistances of the batteries containing various amounts of CNC. From these results, we found out that the addition of CNC into the positive electrode made a significant improvement in high rate discharge capacity, We also suggested the optimum content of CNC material in positive electrode.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제10권2호
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• pp.141-149
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• 1999

현재 수소저장 합금을 이용하여 2차전지의 음극으로 개발되고 있는 $AB_5$ type의 $(LM)Ni_{4.49}Co_{0.1}Mn_{0.205}Al_{0.205}$ 조성의 수소저장합금과 $AB_2$ type의 $Ti_{0.6}Zr_{0.4}V_{0.6}Ni_{1.4}$ 조성의 수소저장합금에 Pd를 0, 0.5, 1, 2 wt% 첨가한 조성을 진공 중에서 arc 용해를 하였다. 용해된 합금의 조직과 결정구조를 SEM, XRD로 조사하였다. Pd 가 첨가되었음에도 조직이나 결정구조의 변화는 보이지 않았다. 미세한 구리분말을 합금분말 대비 3:1로 첨가하여 pellet형태의 전극을 제조하여 전극특성을 조사한 결과 Pd 첨가에 따른 초기 활성화와 급속 충방전 특성은 크게 변하지 않았다. 그러나 싸이클 수명에 있어서는 Pd를 첨가한 전극들이 Pd를 첨가하지 않는 전극에 비해 우수하였다. $AB_5$ type 조성의 합금에서는 Pd를 2wt% 첨가한 전극, 그리고 $AB_2$ type 조성의 합금에서는 Pd를 0.5wt% 첨가한 전극에서 싸이클 특성이 가장 우수하게 나타났다.