• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 1999.10a
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• pp.1-2
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• 1999

시간과 공간의 구애를 받지 않는 양질의 음성, 화상, 문자정보의 교환을 위한 노력으로 디지털 휴대폰과 휴대용 컴퓨터가 등장하면서 음성과 문자정보의 교환분야에 커다란 진보를 이룩하였다. 그러나 현재는 휴대폰이 음성정보에 문자정보교환이 추가된 상황이기 때문에, 아직도 관련 정보교환기술 및 기기개발이 진행되고 있다. 앞으로 휴대폰과 휴대용 컴퓨터의 기능을 통합하고 화상정보까지 결합된 휴대용 정보기기를 위해서는 전자회로의 집적화 및 통신속도 증대가 필수적이다. 또한 이들 휴대용 정보기기를 구동시키기 위한 전력도 증가될 것으로 예측되기 때문에, 현재 전원으로 사용되는 2차전지보다 에너지 밀도가 더욱 증패된 전지가 요구될 것으로 예상된다. 그리고 내연기관의 배기에 의해 발생되는 환정오염문제를 해결하기 위한 방법중의 일환으로 전기자동차 개발이 진행되고 있으며, 이들 전기자동차에 2차전지를 장착하기 위해서 경제성이 있고, 고속충전이 가능하고, 안전성이 높은 고에너지 밀도의 2차 전지 개발이 요구되고 있다. 현재 2차전지는 음극재료나 양극재료에 따라 낚축전지, 니켈/카드륨(Ni/Cd) 전지, 니켈/수소(Ni/MH) 전지, 라륨 2 차전지등이 있으며, 전극재료의 고유특성에 의해 전위와 애너지 밀도가 결정된다. 특히 리튬 2차전지는 리튬의 낮은 산화환원전위와 분자량으로 인해 에너지 밀도가 높기 때문에 앞에서 언급한 휴대용 전자기기의 구동전원으로 많이 사용되고 있다. 리튬 2차전지는 음극 재료가 금속리튬인 경우는 리튬금속으로, 탄소재료인 경우는 리튬이온이라 하며, 한편으로 전해질이 고체 고분자이거나 혹은 역체 유기용매와 리튬염을 고분자와 혼성시킨 겔(gel)인 경우는 고분자로, 전해짙이 리튬염이 전리되어 있는 유동성 액체일 경우는 고분자를 생략하여 구분하고 있다. 즉 리튬금속 2 차전지(LB), 리튬이온 2 차전지(LIB), 리튬금속 고분자 2차전지(LPB), 리튬 이온 고분자 2차전지(LIPB)로 크게 구분된다. 금속리듐을 음극으로 사용하고 전해질로는 리튬염이 전리되어 있는 액체유기용매 를 사용한 리튬금속 2차전지는, 금속리튬전극이 충방전 과정을 반복하면서, 전리된 리튬이 균일하게 산화환원되지 못하고 표변에서 양극방향으로 성장하는 수지상 (dendrite) 현상으로 인해 안전성 확보에 문게가 있었다. 리튬과 알루미늄 합금형태로 음극에 사용한 동전형 전지는 상용화 되었지만, 이러한 단점을 개선하기 위해 리튬이온이 금속으로 석활되는 환원반응전위보다 높은 전위에서 전극재료가 충전되면서 리튬이온이 저장되고, 방전되면서 배출되는 탄소를 음극재료로, 그리고 리튬이온이 충방 전시 가역적으로 삼입 탈리되는 층상의 리튬금속산화물을 양극으로 구성하고, 엑체 전해질과 다공성 고분자 분리막을 사용한 것이 LIB이다. LIB에서 리튬이온의 이동이 가능한 액체전해질의 가능을 고분자 전해질이 대신함으로서 보다 높은 안정성을 확보 한 전지가 LIPB 이다. 또한 고분자 전해질을 사용한 경우 금속리튬상에서의 수지상 성장이 저하되는 현상이 관찰됨으로서, 이론용량이 3,860mAh/g 에 달하는 리튬금속 혹은 합금을 고분자 전지에서 음극으로 사용하고자 하는 2 차전지가 LPB 이다. 리튬 2차전지는 비록 1989년 액체전해질을 사용한 금속리튬 2차전지의 실패전력을 안고있지만 궁극적으로는 이론적으로 최대의 에너지밀도를 가지고 있는 LPB를 지 향할 것으로 예상되지만 가까운 장래에 실현되기는 어려울 것이다. 따라서 향후의 라튬 2차전지의 전개방향은 현재의 LIB를 고분자 전해질을 채용하는 LIPB로 진행시커면서 저가의 전극재료개발을 지속적으로 추진할 것으로 예상된다. 현재 리튬 2차전지는 소형전지에 국한되고 있지만 전기자동차나 전력저장용으로 이를 대형화시커기 위해서는 열적특성이 우수하고 저가인 전극재료개발이 선행되야하기 때문에, 저가의 탄소재료와 코발트산화물을 대신할 수 있는 철, 망칸 또는 니켈산 화물의 개발이 필요하다.

• 전기의세계
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• v.46 no.3
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• pp.38-44
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• 1997

본고에서는 리튬이온 2차전지의 전기적, 기구적 특징에 대하여 서술하고, 충전회로의 설계 및 리튬이온 2차전지를 채용한 전원공급장치 설계방법에 대하여 서술하고 향후 2차전지 개발동향 및 국내 전지시장 및 개발상황에 대하여 소개하고자 한다.

• Bulletin of Korea Environmental Preservation Association
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• s.385
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• pp.20-23
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• 2010

전지는 크게 1차전지와 2차전지로 분류된다. 1차전지는 재충전을 할 수 없는 1회 사용전지를 말하며 2차전지는 충전이 가능해 몇 번이고 사용가능한 전지이다. 생성에너지의 효율 향상, 즉 에너지저장으로의 패러다임 변화가 일어나고 있다. 2차전지 중 리튬이온전지는 다른 전력저장 기술에 비해 향후 기술의 성장 가능성이 높아 적용분야의 확대가 예상되며 향후 중대형 전지분야에서도 경쟁력 확보가 가능할 것으로 전망되고 있다.

• Resources Recycling
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• v.25 no.3
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• pp.82-87
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• 2016

The discharged products of Li-$O_2$ and Na-$O_2$ batteries using ether-based electrolyte as next-generation battery system were analyzed. The morphology of the discharged products showed millet-like shape in the both battery systems by FESEM. However, the discharged product, $Li_2O_2$ showed amorphous-like form in the Li-$O_2$ cell while crystalline $NaO_2$ is formed in the Na-$O_2$ cell when confirmed by X-ray diffraction. In this work, we comprehended a principle operating mechanism of Li-$O_2$ and Na-$O_2$ battery.

• 기계와재료
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• v.23 no.2
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• pp.68-79
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• 2011

전고체 리튬 이차전지는 기존 리튬 이차전지의 구성요소 가운데 액체 전해질을 고체 전해질로 대체한 것을 말한다. 전지의 폭발이나 화재의 위험성이 업소 제조공정이 단순화되며 고 에너지 밀도화 가능성에서 기존 리튬 이차전지보다 유리한 전고체 리튬이차전지는 차세대 이차전지로 주목받고 있다. 본고에서는 전고체 리튬 이차전지의 핵심 요소기술인 세라믹 고체 전해질과 용량 및 에너지 밀도 향상을 위한 전고체 이차전지 구조 등에 대해 연구개발 현황을 조사하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2015.07a
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• pp.359-360
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• 2015

변전소용 축전지는 변전소 AC 상용전원이 정전되었을 때 직류전원을 중단없이 공급하기 위한 비상용 전원설비로써 대부분의 변전소에서 납축전지를 이용하고 있으나 환경유해 물질 배출, 짧은 수명과 유지보수의 번거로움 등 설비 운영상의 문제점이 있다. 최근 2차전지는 휴대폰, 노트북 등 휴대기기뿐 아니라 전기차, ESS 등 산업분야에 리튬이온축전지의 사용이 확대되며 관심이 높아지고 있는 추세이다. 한전에서는 2008년부터 154kV 용산 등 4개 변전소에 납축전지 대신 리튬이온축전지를 설치하여 시범사용을 지속해 오고 있으며 향후 신설되는 변전소와 축전지 노후교체가 필요한 변전소에는 리튬이온축전지를 적용할 계획이다. 본 논문에서는 기존 변전소용 납축전지의 운영상 문제점 해소와 함께 친환경 고성능, 콤팩트형 2차전지로 각광받고 있는 리튬이온축전지 도입을 통한 변전소 비상전원용 축전지 개발 적용방안에 대해 소개하고자 한다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.8 no.6
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• pp.1343-1354
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• 2007

Secondary batteries become more important in our lives as the use of portable electric devices, such as camera, cellular phone, laptop, etc. Especially, because of their high energy densities and high voltage, lithium-ion batteries are being used in many systems. For the optimum design of such systems which include lithium-ion batteries, virtual prototype is required generally. However, since the complex chemical and physical processes are involved, the behavior of battery becomes harder to be predicted compared with that of electric and mechanic devices. This paper, proposes a new static model of lithium secondary battery, which accounts for nonlinear equilibrium potentials, rate and temperature dependencies, thermal effects, lifetime characteristic. The results of the simulation of the model are analysed and compared with experimental data to inspect their validity.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2007.11a
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• pp.144-147
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• 2007

최근, 2차전지로서는 타 전지에 비하여 고 에너지 밀도와 고 전압의 특성을 갖고 있는 리튬2차전지가 가장 많이 활용되고 있으며, 이 특성 때문에 전기자동차, 우주왕복선, 분산전원의 한 형태인 전력 저장장치에까지 그 이용이 증대되고 있다. 시스템의 최적성능을 보장하기 위해서는 용도별 싸이클 수명성능을 고려한 충방전 설계 및 이를 위한 전기적 등가모델의 정확성이 필수적이다. 따라서, 본 논문에서는 상용 리튬이차전지의 실제 실험 데이터에 근거하여 충/방전 심도 함수를 도출하고, 리튬이차전지의 수명성능평가를 위한 충/방전 특성 모델을 제안하고, 이의 타당성을 입증하였다.

• Prospectives of Industrial Chemistry
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• v.23 no.1
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• pp.42-54
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• 2020

계속적인 충·방전이 가능하여 반영구적으로 사용이 가능한 2차 전지는 친환경 소재로 주목받고 있으며, 노트북 컴퓨터와 휴대전화, 캠코더 등 소형 전자기기뿐만 아니라 전기자동차의 핵심소재이다. 전기자동차 시장의 성장과 더불어 중대형 에너지 저장용 2차 전지 시장의 규모는 더욱 확대되고 있어 관련된 소재의 개발 경쟁과 관심이 날이 갈수록 뜨거워지고 있다. 따라서 소재개발 측면에서 2차 전지 핵심 소재의 물성 발현의 원리 등을 이해하고 최적 소재 설계를 위해서는 원자 레벨에서의 소재 설계 접근법이 필요하다. 따라서 실험적인 연구가 어려운 부분과 원자단위에서의 물질 현상에 대한 이해 그리고 연구 개발의 효율성 증진을 위해서 전산재료과학(computational materials science) 기술이 광범위하게 활용될 수 있다. 본 기고문에서는 리튬이온전지에서의 전극 소재에 대한 전산재료모사의 활용과 연구동향에 대하여 소개하고자 한다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.21 no.12
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• pp.339-345
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• 2020

In the field of defense, one-shot devices such as missiles are stored for a long period of time after they are manufactured, so it is essential to predict their storage life. A study was conducted to find the shelf life of a Li-ion battery used in one-shot devices. To do this, a Li-ion battery that has been used in weapon systems for more than 5 years was secured. A non-functional test was performed on the battery to check for external changes or failures. After the non-functional test, a discharge test was performed to measure the performance after storing it. Through the test, the performance was checked, including the initial charging voltage, discharge time, and battery temperature, and the trend of the change was identified. An F-test, One-way ANOVA, and regression analysis were performed to verify the aging, and the shelf life of the battery was estimated by an approximation formula that was derived through a regression analysis. As a result of the ANOVA, the p-value was less than the reference value of 0.05, and the performance of the battery decreased by more than 15% after a certain period of time. This change is assumed to result from the change in physical properties of the lithium polymer cell.