• 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.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.11 no.9
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• pp.733-738
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• 1998

본 논문에서는 고체 리듐 전지를 개발하기 위하여 poly(ethylene oxide) [PEO] 에 $LiClO_4$, poly (vinylidene fluoride) [PVDF] 및 가소제로 propylene carbonate [PC] 와 ethylene carbonate[EC] 등을 혼합여 고분자 저해질을 제조하였다. 또한 고체 리듐 전지용 정극으로써 우수한 특성이 기대되는 $Li_xV_3O_8$을 졸-겔법에 의해 합성하여 $Li_xV_3O_8$SPE/Li cell 의 전기화학적 특성을 측정하였다. 고분자 matrix는 PEO와 PVDE를 혼합 사용한 결과 $PEO_4 PVDF_4LiCIO_4PC_5EC_5$ 고분자 전해질이 상온에서 $5.2 {\times} 10{-3}$ S/cm 의 높은 이온 전도도를 나타냈으며 리듐 이온 transference number는 0.3이었다. 졸-겔법에 의해 제조된 $Li_xV_3O_8$을 사용한 $Li_xV_3O_8$SPE/Li cell의 방전시 cell 저항이 방전 초기에는 비소한 증가를 하다가 방전 말기 전압인 2.0V에서 크게 증가하였다. $Li_xV_3O_8$ composite 정극의 첫 번째 방전 용량은 295㎃h/g이었으며 8번째 충방전 싸이클부터 방전 용량이 안정화 되었고 15번째 방전 용량도 212㎃h/g으로 고체 전지용 정극으로써 우수한 특성을 보였다.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.38 no.3
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• pp.274-279
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• 2001

Pt/Ti/Si 기판 위에 성장시킨 박막 전지용 비정질 산화 바나듐 박막에 고상 전해질 박막 LiPON을 이용하여 전고상형 박막전지를 제작하여 충-방전 시험을 시행하였다. 이렇게 제작된 전고상형 박막전지는 500 사이클 이상까지 평균 15$\mu$Ah의 방전용량을 나타내었으나 초기 사이클 영역부터 방전 용량의 감소가 일어나기 시작했다. 박막 전지의 방전 용량 감소에 따른 비정질 산화 바나듐 박막의 구조적 특성 변화를 관찰하기 위하여 고분해능 현미경 분석을 시행하였다. 충-방전을 하지 않은 초기의 산화 바나듐 박막은 입계를 갖지 않고 다결정 특성을 보이지 않는 완전한 비정질 특성을 보였고 이는 TED 결과와 일치하였다. 그러나 450번의 반복적인 충-방전을 시행한 후의 비정질 산화 바나듐 박막 내에는 microcrystalline 형태의 산화 바나듐의 형성됨을 고분해능 전자 현미경 분석을 통해 발견할 수 있었다. 비정질 산화바나듐 박막의 방전 용량 감소의 원인인 Li의 비가역적 탈-삽입은 비정질 내에 형성된 microcrystalline에 의해 유발된다고 사료된다. 또한 LiPON 전해질 박막과 산화 바나듐 박막사이의 계면에 Li 이온과 산화바나듐과의 반응에 의해 형성된 계면 층에 발견할 수 있었는데 이러한 계면 층 역시 Li 확산과 계면 저항에 영향을 주어 방전 용량 감소에 원인으로 작용한다.

• Journal of the Korea Society of Computer and Information
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• v.15 no.8
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• pp.157-161
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• 2010

Most of air pollution in a metropolis is the result of exhaust gas emissions from automotive vehicles, and the world-wide regulation against environmental pollution is becoming more strict. Moreover the demand on development and supply of an environment-friendly automobile is increasing and the market share about that is expected to grow rapidly in this time of high oil price. The secondary batteries the most important component to store the electrical energy in hybrid electric vehicle. It needs to the higher power characteristics to emit the energy instantaneous. In this paper, we proposed the system to monitor reliably the charge and discharge states of the secondary batteries for hybrid electric vehicle. The material is about SW and HW module the software and hardware module mounted on the charge and discharge system and the monitoring system to control the charge and discharge performance effectively.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.6 no.2
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• pp.69-74
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• 1999

Graphite and carbonaceous materials intercalate and deintercalate Li-ion reversibly into their layered structures. These materials show an excellent capacity for using a negative electrode in Li-ion batteries, because the electrochemical potential of Li-ion intercalated carbon is almost identical with that of lithium metal. Carbon used in this study was obtained by the pyrolysis of petroleum pitch, and heat-treated at the several temperatures between $700^{\circ}C$ and $1300^{\circ}C$. XRD analysis revealed that crystallization of carbon increased with increasing the heat treatment temperature. Charge/discharge properties were studied by a constant-current step at the rate of 0.1C, and the interfacial reaction between the electrolyte and the surface of carbon electrode was studied by cyclic voltammetry. Cell capacities were investigated in terms of the heat treatment temperature and the cycle number. Reversible capacity increased with the heat treatment temperature up to $1000^{\circ}C$, thereafter decreased continuously. Also, charge capacity decreased with the cycle number, while the reversibility improved with it.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2007.07a
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• pp.2002-2003
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• 2007

정보통신매체의 발달로 인한 이차전지의 사용이 증가됨에 따라 향상된 이차 전지의 개발이 요구되고 있는 현재에서 기존 이차전지의 충방전 특성을 시험의 중요성이 부각되고 있다. 이런 시점에서 이차전지의 충방전 특성과 싸이클 및 다이나믹 특성을 컴퓨터상의 시뮬레이션을 통해 신뢰할만한 모델링 기법을 제시하는 것이 이 논문의 목적이다.

• Proceedings of the Korean Institute of Intelligent Systems Conference
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• 2008.04a
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• pp.37-40
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• 2008

본 논문은 2차전지의 최적화된 충 ${\cdot}$ 방전 제어를 위한 지능형 제어 알고리즘을 제안한다. 고용량화된 2차 전지는 높은 에너지 밀도를 갖게 되고, 과충전에 의한 발화와 과방전에 의한 열화 특성으로 위험성이 존재하므로 정밀하게 전안, 전류를 제어하지 않으면 그 성능을 발휘하기 어렵다. 전지의 위험성을 제거하고 성능을 최대로 활용하기 위해서는 모든 전지 셀의 충방전 전류량을 조절하여 모든 전지의 셀간 전압 차이를 밸런스 제어 해야 한다. 하지만 전지의 특성에 영향을 미치는 임피던스가 사이클 라이프와 온도 변화 등 외부 환경에 의해 비선형적으로 변화하기 때문에 전지의 셀간 밸런스 제어에 어려움이 있다. 따라서 본 논문에서는 지능형 충 ${\cdot}$ 방전 제어 알고리즘을 이용하여 임피던스의 변화에도 적응 가능 하고 2차 전지가 가질 수 있는 최대 에너지를 사용할 수 있는 최적화된 방법을 제안한다. 또한 제안하는 알고리즘과 제어회로의 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 그 효용성을 입증한다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2015.07a
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• pp.1577-1578
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• 2015

전세계적으로 신재생 에너지를 활용한 기술에 대한 관심이 대두되고 있는 가운데, 국내외에서 활발히 연구 중인 연료전지를 철도차량에 적용하는 연구를 수행하였다. 연료전지를 동력으로 사용하는 철도 차량시스템은 계통에서 전력을 공급받아 구동하는 철도차량과 달리 배터리를 적용한 토폴로지를 사용한다. 배터리는 역행시 철도차량 견인전동기를 구동하거나 회생시 발생되는 전류를 저장한다. 본 논문은 수소연료전지 발전시스템을 적용시 사용되어야하는 배터리 시스템의 충방전 토폴로지에 대해 분석하였다. 견인전동기 역행 및 회생특성을 반영하여 배터리 충방전 토폴로지 적용가능성을 분석하였고 시뮬레이션을 통해 제어 특성을 확인하였다.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.19 no.3
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• pp.114-121
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• 2016

This study investigates a CFD modeling of the charge-discharge behavior due to heat generation during charge-discharge cycles of a Li-ion secondary battery(LIB). Present LIB system adopted a current-density equation, heat and mass transfer governing equations upon the 1-dimensional system to the thickness direction for the rectangular pouch configuration. According to the 3-kinds of the charge-discharge current densities of 1C($17.5A/m^2$), 3C($52.5A/m^2$) and 5C($87.5A/m^2$) subject to a 3 V of cut-off voltage, a constant-temperature system at 298 K and three different heat generating systems were analyzed with comparison. Battery capacity decreases with increment of charge-discharge densities not only at the constant-temperature system but also at the heat-generating system. The time for charge-discharge cycles increases at the heat-generating system compare to the constant-temperature system. These trends are considered that the increase of temperature due to heat generation causes the decrement of equilibrium potential of electrodes and the increment of diffusivity of Li ions. Furthermore, cooling effects were discussed in order to control the influence of heat generation due to charge-discharge behavior of a Li-ion secondary battery.

• Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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• v.14 no.3
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• pp.217-228
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• 2003

Li 이차 전지 음극용 활물질인 $Co_3O_4$의 초기 충방전 효율을 향상시키기 위해 chemical reduction method나 mechanical milling법을 이용하여 $Co_3O_4$에 Ni을 첨가하여 $Ni-Co_3O_4$, 복합물을 제조하였다. 그 결과 초기 충방전 효율이 약 69%에 불과한 $Co_3O_4$에 비해 mechanical milling법을 이용하여 제조된 $Ni-Co_3O_4$ 복합물은 약 79%이상의 대폭 향상된 초기 충방전 효율 특성을 나타내었다. 하지만 chemical reduction method를 이용하여 제조된 $Ni-Co_3O_4$ 복합물은 약 71%의 초기 충방전 효율 특성만을 나타내었다. SEM 분석을 통해 각 물질의 표면 형상을 관찰한 결과 mechanical milling법과 chemical reduction method를 통해 제조된 $Ni-Co_3O_4$ 복합물에서는 $Co_3O_4$ 표면에 분포된 Ni의 균일성의 차이가 존재하였다. $Co_3O_4$가 $Li_2O$의 분해, 형성에 의해 충방전되고 Ni이 $Li_2O$의 분해를 촉진시키는 효과를 가지고 있음을 고려할 때 이러한 균일성의 차이는 결국 Ni 과 $Co_3O_4$ 사이의 접촉면적의 차이로 이어져 $Ni-Co_3O_4$ 복합물의 초기 충방전 효율 특성이 그 제조 방법에 따라 달라지는 것으로 보인다.