• 제목/요약/키워드: Secondary batteries

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리튬 이차전지의 흑연 음극 표면피막 생성기구와 전해질과의 상관성 (Mechanism of Surface Film Formation on Graphite Negative Electrodes and Its Correlation with Electrolyte in Lithium Secondary Batteries)

  • 정순기
    • 전기화학회지
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    • 제13권1호
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    • pp.19-33
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    • 2010
  • 초기 충전 과정에서 흑연 음극에 생성되는 표면피막은 리튬 이차전지의 중요한 구성 요소로 전지 반응은 표면피막의 본질에 크게 영향을 받는다. 따라서 표면피막의 물리화학적 성질을 이해하는 것은 매우 중요하다. 한편, 표면피막의 형성 반응은 흑연/전해질 계면에서 진행하는 매우 복잡한 계면 현상이며, 표면피막은 반응성이 높고 공기 중에서 불안정하기 때문에 리튬 이차전지의 전극 표면을 연구하는데 있어서 in-situ 실험 기술은 매우 중요하다. 이와 같은 점에서 전위가 제어된 상태에서 다양한 전기화학 반응이 진행하는 전극/용액 계면을 직접 관찰할 수 있는 전기화학적 원자간력 현미경(Electrochemical Atomic Force Microscopy, ECAFM)은 매우 유용한 도구이다. 본 총설에서는 흑연 음극에 생성되는 표면피막의 본질적 이해에 중점을 두어 표면피막의 생성기구 및 전해질과의 상관성에 관하여 in-situ ECAFM 분석 결과를 중심으로 하여 정리하였다.

유동상 화힉증착에 의한 리튬이차전지 전극용 탄소재료의 표면개질 (Surface Modification of Synthetic Graphite as an Electrode by Fluidized-bed Chemical Vapor Deposition for Lithium Secondary Batteries)

  • 류덕현;이중기;박달근;윤경석;조병원;설용건
    • 전기화학회지
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    • 제3권3호
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    • pp.173-177
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    • 2000
  • 리튬 이차 전지의 성능은 부극으로 쓰이는 탄소재료의 표면의 미세 구조에 크게 의존한다. 본 연구에서는 이러한 표면 구조의 개질을 위해 유동상 화학증착법을 도입하여 금속 및 금속 산화물을 탄소재료 표면에 코팅하여 그 성능을 전기 화학적으로 평가하였다. 주석산화물을 코팅한 탄소 전극은 원래의 탄소 전극에 비해 용량의 상승을 나타내었으나 사이클이 진행됨에 따라 주석산화물이 코팅된 전지의 용량은 심각한 부피 변화에 의해 저하되어 사이클 수명이 감소되었다. 그러나, 부피 변화를 완화시켜주는 비활성 매트릭스 역할을 하는 구리를 주석 산화물 위에 코팅함으로 인해 부피 변화에 의한 용량 저하를 감소시킬 수 있었다.

펄스 측정법에 기반한 리튬이차전지 출력 측정에 관한 전산 모사 (Computational Simulation on Power Prediction of Lithium Secondary Batteries by using Pulse-based Measurement Methods)

  • 박주남;변승우;;한세경;최진혁;유명현;이용민
    • KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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    • 제1권1호
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    • pp.33-38
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    • 2015
  • 시간대별 효율적인 전력 운영과 전력품질 향상을 위해 ESS (Energy Storage System)의 보급이 세계적으로 활발하게 이루어지고 있다. 이러한 ESS용 전원소자로 리튬이차전지의 채용이 급격히 늘어남에 따라, 리튬이차전지의 수명 및 출력 열화 거동을 측정 및 예측하는 기술이 시급히 요구되고 있다. 특히, ESS 운영에 있어 핵심 특성인 리튬이차 전지 출력은 측정이 어려울 뿐만 아니라, 정확한 측정을 위해서는 많은 시간이 소요되는 문제점이 있다. 따라서, 본 연구에서는 ESS용 리튬이차전지 단전지를 전산 모델링 한 후, 펄스 측정법을 적용하여 충전상태에 따른 방전 및 충전시의 직류저항(DC-IR)과 출력을 예측한다. 또한, 두 가지 펄스 측정법인 HPPC (Hybrid Pulse Power Characteristics)와 J-Pulse (JEVS D 713, Japan Electric Vehicle Association Standards)의 결과를 비교 분석한다.

시나리오별 충방전에 따른 리튬이온(Li-ion) 배터리 특성 (Characteristics of Lithium-ion(Li-ion) Batteries according to Charging and Discharging by Scenario)

  • 윤용호
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제23권4호
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    • pp.171-176
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    • 2023
  • 21세기 현대사회에 있어서 이차전지 배터리(Battery)를 이용한 휴대용 전자제품은 계속해서 경량, 소형화되어가는 추세 속에서 있다. 그리고 이러한 추세와 더불어 우리는 몸에 착용할 수 있는 전자 장비를 이용하여 하루 일상생활에서 정보를 수집, 공유하는 4차 산업혁명 시대에 활동하고 있다. 따라서 소형 가전제품 및 디지털 기기를 사용하면서 재충전할 수 있는 이차전지 배터리의 역할은 점점 더 중요하게 증가하고 있다. 이러한 증가와 더불어 이차전지 배터리 성능시험은 특성, 수명, 고장진단, 재활용 등의 다양한 시험방법을 요구하고 있으며 있다. 또한 배터리의 안전과 적절한 기능을 보장하기 위한 배터리 테스트 시스템 구축과 이에 따른 지침 및 올바른 기본지식이 고려되고 있다. 따라서 본 논문에서는 배터리의 성능과 직접으로 연결된 시나리오별 충방전에 따른 이차전지 리튬이온(Li-ion) 배터리의 특성에 대해 살펴보고자 한다.

방전전압에 따른 리튬 이온 2차전지용 음극물질의 전기화학적 특성 (The electrochemical Characteristics on the Anode Material of Lithium Ion Secondary Batteries with Discharge Voltage)

  • 박종광;한태희;정동철;임성훈;한병성
    • 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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    • 제49권6호
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    • pp.328-334
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    • 2000
  • A lithium ion secondary battery using carbon as a negative electrode has been developed. Further improvements to increase the cell capacity are expected by modifying the structure of the carbonaceous material. There are hopes for the development of large capacity lithium ion secondary batteries with long cycle, high energy density, high power density, and high energy efficiency. In the present paper, needle cokes from petroleum were examined as an anode of lithium ion secondary battery. Petroleum cokes, MCL(Molten Caustic Leaching) treated in Korea Institute Energy Research, were carbonized at various temperatures of 0, 500, 700, $19700^{\circ}C$ at heating rate of $2^{\circ}C$/min for lh. The electrolyte was used lM liPF6 EC/DEC (1:1). The voltage range of charge & discharge was 0.0V(0.05V) ~ 2.0V. The treated petroleum coke at $700^{\circ}C$ had an initial capacity over 560mAh.g which beyond the theoretical maximum capacity, 372mAh/g for LiC6. This phenomena suggests that carbon materials with disordered structure had higher cell capacity than that the graphitic carbon materials.

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전기자동차용 2차전지를 위한 스마트 ICT형 전자식 외부 단락시험기 개발 (Development of Smart ICT-Type Electronic External Short Circuit Tester for Secondary Batteries for Electric Vehicles)

  • 정태욱;신병철
    • 한국산업융합학회 논문집
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    • 제25권3호
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    • pp.333-340
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    • 2022
  • Recently, the use of large-capacity secondary batteries for electric vehicles is rapidly increasing, and accordingly, the demand for technologies and equipment for battery reliability evaluation is increasing significantly. The existing short circuit test equipment for evaluating the stability of the existing secondary battery consists of relays, MCs, and switches, so when a large current is energized during a short circuit, contact fusion failures occur frequently, resulting in high equipment maintenance and repair costs. There was a disadvantage that repeated testing was impossible. In this paper, we developed an electronic short circuit test device that realizes stable switching operation when a large-capacity power semiconductor switch is energized with a large current, and applied smart ICT technology to this electronic short circuit stability test system to achieve high speed and high precision through communication with the master. It is expected that the inspection history management system based on data measurement, database format and user interface will be utilized as essential inspection process equipment.

Current Collectors for Flexible Lithium Ion Batteries: A Review of Materials

  • Kim, Sang Woo;Cho, Kuk Young
    • Journal of Electrochemical Science and Technology
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    • 제6권1호
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    • pp.1-6
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    • 2015
  • With increasing interest in flexible electronic devices and wearable appliances, flexible lithium ion batteries are the most attractive candidates for flexible energy sources. During the last decade, many different kinds of flexible batteries have been reported. Although research of flexible lithium ion batteries is in its earlier stages, we have found that developing components that satisfy performance conditions under external deformation stress is a critical key to the success of flexible energy sources. Among the major components of the lithium ion battery, electrodes, which are connected to the current collectors, are gaining the most attention owing to their rigid and brittle character. In this mini review, we discuss candidate materials for current collectors and the previous strategies implemented for flexible electrode fabrication.

양극 활물질의 표면 코팅처리가 Ni-MH 2차 전지의 전기화학적 특성에 미치는 영향 (Effects of the Surface Coating Treatment of Cathode Materials on the Electrochemical Characteristics of Ni-MH Secondary Batteries)

  • 김병섭;양동철;박봉기;박충년;박찬진
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제22권4호
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    • pp.495-503
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    • 2011
  • The sealed nickel-metal hydride (Ni-MH) secondary battery are primarily used as energy storage for the HEV. But, the research on Ni-MH battery has focused on anode materials. In the present study, we investigate to improve the electrochemical characteristics of Ni-MH batteries using the surface treatment of $Ni(OH)_2$ cathode by CoOOH. Surface treated $Ni(OH)_2$ cathode showed significant improvement in the activation behavior, rate capability, charge retention, and cycle life of the batteries were significantly improved. In addition, the surface treated electrode exhibited the higher overvoltage for oxygen evolution than the untreated electrode. This phenomenon indicates that the charge efficiency can be improved by suppressing the oxygen evolution on cathode.