• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제24권2호
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• pp.133-138
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• 2024

리튬이온 배터리는 높은 에너지 밀도 빠른 충전조건 긴 사이클수명의 특성으로 여러 분야에서 사용되고 있다. 하지만 리튬이온 배터리는 과충전, 과방전, 물리적손상, 고온에서의 사용은 배터리 수명 감소와 보호회로 손상에 의한 화재 및 폭발에 의한 인명피해를 입힐 수 있다. 이러한 배터리의 위험성을 낮추며 배터리 성능을 향상시키기 위해서는 충전 및 방전 과정에서의 특성들을 분석하고 이해하여야 한다. 따라서 본 논문에서는 배터리 충방전기와 시뮬레이터를 활용하여 리튬이온 배터리의 충전 및 방전 특성을 분석하여 과충전 과방전에 따른 배터리 수명 감소와 보호회로 손상에 의한 화재 및 폭발에 의한 인명피해를 줄이고자 한다.

• 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.

• 전기화학회지
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• 제4권4호
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• pp.152-159
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• 2001

전기자동차의 성능은 축전지의 성능에 의해 크게 좌우된다. 그러므로 우수한 성능과 높은 신뢰성을 가진 전기자동차를 개발하기 위해서는 다양한 운영조건에서 축전지가 최대의 성능을 가질 수 있게 잘 관리되어야 한다. 축전지의 성능 향상은 축전지 관리 시스템(BMS)의 적용에 의해 달성될 수 있으며 BMS는 축전지의 상태 감시뿐만 아니라 축전지의 충전 및 방전을 최적화하는 중요한 역할을 수행한다. 이 연구에서는 전기자동차에 적용된 니켈 메탈하이드라이드 전지(Ni/MH battery) 이용을 최대화하기 위한 역할을 수행하는 BMS를 개발하였다 이 시스템은 축전지의 충전 및 방전 제어, 과충전 및 과방전 방지, 잔존용량 계산 및 표시, 안전관리 및 열관리 등의 기능을 가진다. 금번 개발된 BMS를 대우자동차와 고등기술원이 공동 개발한 DEV5-5전기자동차에 장착하여 시험을 수행하였다. 이 차량에는 파나소닉사의 12V-95Ah사양의 Ni/MH battery 18모듈이 적용되었다 시험결과 이 시스템은 $3\%$ 이내의 높은 정확성을 가지고 있으며 우수한 신뢰성을 나타내었다. 이 BMS는 전기자동차의 신뢰성과 안전도뿐만 아니라 Ni/MH battery pack의 성능과 수명을 향상시킬 것이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권4호
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• pp.132-137
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• 2018

2015년 화학물질관리법 시행 이후 화학 사고 발생 수는 감소 추세에 있으나, 최근 인쇄회로기판(PCB) 제조시설에서 유사한 유형의 사고가 반복적으로 발생함에 따라 실험을 통해 사고 원인을 조사 분석하였다. 해당 사고는 인쇄회로기판 제조공정 내 에칭용액으로 사용한 유해화학물질인 염산과 과산화수소가 월류하여 발생한 사고로 작업자 부주의와 시설 관리 미흡이 주된 사고 원인으로 조사되었다. 사고 원인을 규명하기 위해 실시한 $Cl^-$의 함량 분석 결과 과산화수소 시료에서 66.85 ppm로 측정되어 사고 물질인 염산과 과산화수소의 혼합경로를 확인할 수 있었으며, 반응실험을 통해 반응열이 $50.5^{\circ}C$까지 발생함에 따라 PVC 저장탱크의 변형과 유독가스인 염소가스 발생을 확인하였다. 본 연구를 통해 인쇄회로기판 제조시설의 에칭공정에서의 과충전, 역류방지, 누출감지장치와 혼합방지를 위한 저장탱크 분리 설계 등 시설 안전 관리 방안과 해당 장치의 장외영향평가 검토 필요성을 제시하고자 하였다. 또한 동일 유형의 사고 재발 방지를 위하여 주기적인 시설 안전점검과 작업자의 안전교육 강화의 필요성에 대하여 논의하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제30권4호
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• pp.111-120
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• 2016

본 논문은 휴대폰 배터리의 폭발 및 화재 위험성을 분석하기 위한 실험적 연구로서, 실험은 스마트폰 배터리로 사용되고 있는 리튬-이온 배터리를 대상으로 하여 사용상 부주의 또는 이상상태 등에서 폭발 및 화재가 발생될 가능성이 있는 과충전, 내부단락 및 외부단락 그리고 열충격에 의한 실험을 진행하였다. 리튬-이온 배터리는 과충전 및 외부단락 실험의 경우 보호회로가 정상적으로 작동될 때는 폭발 및 화재 위험성이 없었으나, 보호회로가 고장상태를 가정하였을 때 폭발 및 화재 위험성이 크게 나타났다. 내부단락 및 열충격 실험의 경우 충전상태에 따라 위험성에 차이가 나타났다. 즉, 완방전 상태에서는 폭발 및 화재 위험성이 낮았으나, 완충전 상태에서는 폭발 및 화재 위험성이 높게 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 실험결과 휴대폰 배터리의 폭발 및 화재 위험성을 최소화하기 위해서는 보호회로 고장시 알람장치 및 배터리 케이스 강화 그리고 고온방지를 위한 냉각장치 등의 안전장치의 강화가 필요할 것으로 생각된다.