• 한국전자통신학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.195-204
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• 2023

드론의 배터리 시스템은 리튬이온 또는 리튬폴리머 배터리를 사용하는데, 드론 사용 후 폐기 과정에서 화재 원인은 폐기되는 배터리에서 발생하는 가연성 가스인 것으로 알려졌다. 폐기공정에 들어간 배터리는 대부분 산소가 발생했지만 미량의 가연성 가스도 발생했고, 처리에 사용된 장비에서도 다량의 염소 이온과 황산염이 검출됐다. 이를 조기에 감지하는 시스템이 구성된다면 폐기 배터리로 인한 사고 위험을 줄일 수 있을 것이다.

• 방재와보험
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• 통권137호
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• pp.38-43
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• 2010

트랜지스터 또는 "트랜지스터 라디오" 배터리라고 부르고 어디에서나 흔히 볼 수 있는 9V PP3 건전지는 일반적으로 작은 크기로 인한 내부위험 또는 소각하여 폐기할 때에 발생하는 폭발 위험 이외의 중대한 위험을 내포하지 않는 것으로 알려져 있다. 후자의 위험은 모든 다른 배터리에도 적용된다. 그러나 약간 높은 에너지 밀도와 PP3 배터리 단자의 구조는 일부 사례에서 배터리의 낮은 내부 임피던스와 결합하여 단락 물질에 충분한 열을 발생시켜서 그것과 접촉하고 있는 가연물을 손상시키거나 점화시킬 수 있는 단락위험을 발생시킬 수 있다. 이 현상을 증명하기 위해 이 논문은 PP3 건전지의 단락시험에서 기록된 자료와 관찰사항을 기술한 것이다. 이 시험에는 2개 세트의 배터리, 완전 충전된 새 배터리와 완전 방전되지 않은 배터리(이 문서에서 "일부 사용된 배터리"라고 한다)를 사용하였다.

• 한국태양광발전학회지
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• 제3권2호
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• pp.55-62
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• 2017

전기차 보급의 확대에 따라 배터리의 사용연한 도래 시 폐배터리의 누적규모도 전기차 판매량에 비례하여 증가할 것으로 보인다. 국가 별 규제로 인해 배터리의 재활용(Recycle) 의무가 있는 자동차 제조사를 중심으로 폐배터리를 재사용(Battery Second Use: B2U)한 ESS(Energy Storage System) 제품을 출시하거나 이를 활용한 실증 과제를 운영 중에 있다. 전기차 배터리의 성능 보증 수준은 통상 초기용량의 80%로, 보증이 완료된 폐배터리를 낮은 가격으로 매입하여 ESS로 활용할 경우 초기용량의 60%까지 사용 후 폐기할 수 있다. 따라서 B2U 제품은 신규 배터리 셀을 사용하는 ESS 제품 대비 가격은 저렴하나, 20년 이상 사용하는 태양광 시스템과 연계 시 4~6회 교체가 필요하다. 이러한 배경에서 본 고에서는 가정용 태양광 시스템에 신규 배터리를 사용한 가정용 ESS 제품과 B2U ESS 제품 연계 시 에너지 균등화 비용(Levelized Cost of Energy: LCOE)을 비교하여 B2U 제품의 경제적 타당성을 추정한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2019년도 전력전자학술대회
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• pp.195-197
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• 2019

자동차용 배터리는 초기 용량의 80% 이하가 되면 교체하게 되며, 근간 폐배터리의 수가 폭발적으로 증가할 것으로 예측되고 있다. 폐배터리의 폐기로 인한 환경 파괴를 방지하고 자원을 재활용하기 위해서 자동차에서 나오는 폐배터리를 에너지저장장치(ESS)로 재사용 하는 것에 대한 관심이 높아지고 있다. 폐배터리를 ESS로 재구성하기 위해서는 폐배터리 모듈의 그레이딩을 통해 비슷한 성능의 모듈끼리 모아서 구성하는 것이 매우 중요하다. 배터리 모듈 간의 불균형은 전체 시스템의 성능을 저하시키며, 따라서 비슷한 성능과 잔존 수명을 가진 모듈을 골라내는 일은 폐배터리의 재사용에 있어서 첫 번째 선결 과제가 된다. 본 연구에서는 폐배터리의 상태 및 잔존수명평가를 위해 배터리 모듈의 임피던스 스펙트럼을 측정할 수 있는 장비를 개발하였다. 폐배터리 모듈에 AC 섭동을 인가하고 이를 측정하여 임피던스 스펙트럼을 계산할 수 있는 하드웨어와 소프트웨어를 개발하였다. 개발 장비는 60V이하의 폐배터리 모듈의 임피던스 스펙트럼을 0.1Hz에서 1kHz까지 측정 가능하며, 측정 결과를 바탕으로 커브 피팅을 통해 등가회로의 파라미터도 계산할 수 있다. SM3에서 얻어진 폐배터리 모듈을 이용하여 측정한 임피던스 스펙트럼을 상용장비인 BIM2로 측정한 결과를 비교하였고, Reduced Chi-Square를 이용한 분석결과 두 데이터가 거의 일치함을 알 수 있었다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제34권1호
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• pp.66-71
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• 2020

리튬-이온 배터리를 폐기하는 방법으로 흔히 사용되고 있는 염수를 이용한 방전 방법은 자칫 화재로 이어질 개연성이 있음에도 불구하고 배터리의 염수 방전 과정의 화재 위험성에 대한 연구는 많지 않다. 본 연구에서는 리튬-이온 배터리 중 휴대폰 배터리를 대상으로 하여 염수에 배터리를 담가 방전 시킬 때 방전특성과 발열에 의한 화재 발생 가능성을 확인하고자 염수농도와 배터리의 개수를 변화시킨 여러 조건에서 실험을 수행하였다. 각 조건에서 방전전압 및 배터리의 발열온도를 측정하여 방전 과정 및 발열에 의한 화재 위험성을 예측하였다. 실험 결과로는, 염수농도가 높을수록 휴대폰 배터리의 방전이 더 잘 되었으며, 발열온도 또한 높게 측정 되었고, 염수에 침수된 배터리 1개의 발열온도보다 중첩된 배터리의 발열온도가 더 높게 측정되었다. 또한, 배터리의 가장 높은 발열이 발생하는 부분은 (+),(-)전극에서 발생하는 것을 알 수 있었다.

• 자원리싸이클링
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• 제31권4호
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• pp.3-11
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• 2022

전기차 수요의 증가로 향후 폐차 혹은 배터리 노후화로 인한 폐배터리 배출량 급증이 예상됨에 따라 이에 대한 적정 관리가 시급한 실정이다. 기술개발 측면에서는 데이터 기반 진단 등 다양한 폐배터리 진단 및 관리 기술이 주목을 받고 있다. 또한 로봇기반 자동 해체 기술은 산업 현장에서의 Test 검증 및 향후 배터리 관련 데이터베이스와의 연동이 필요한 것으로 보인다. 특히 향후 폐배터리 순환과정에서의 효율화와 동시에 안전성/친환경성 제고를 위한 다양하고 선진적인 배터리 진단 및 평가기법 개발 및 보급이 중요하다. 또한 리튬 관련 화학물질 배출이동에 대한 데이터베이스화와 배터리 연소시 가스유출위험 및 소방안전에 관한 평가 및 대처가 중요할 것으로 보인다. 더 나아가 데이터 기반 진단/분류/해체 과정을 재활용/최종폐기와 연계된 다양한 관점에서의 폐배터리 전주기 관리 최적화 등에 향후 더 많은 연구개발이 필요하다고 판단된다. 그리고 일련의 데이터는 차후 배터리 생산 시 환경적 부담을 감소시키고 재이용/재활용이 원활하도록 청정설계 및 제조에 기여해야 한다. 또한 이러한 최적화는 전기차 배터리의 향후 기술 및 시장 변동을 감안하여 추진되어야 한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2018년도 전력전자학술대회
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• pp.183-185
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• 2018

최근 석유나 석탄 에너지 사용으로 인한 대기오염 및 미세먼지와 원자력 발전으로 인한 핵 폐기 물질 처리의 어려움, 방사능 오염이 발생하는 문제가 심각해짐에 따라 신재생에너지의 중요성이 대두되고 있다. 이로 인해 정부에서도 신재생에너지의 비중을 확대하기 위한 정책들이 시행되고 있는데 그 중 태양광 발전 시스템이 가장 크게 주목받고 있다. 태양광 발전이 성장함에 따라 다양한 연구가 진행되어왔으며 이 중 DC-DC 컨버터로 구성된 태양광 발전 energy storage system (ESS) 시스템이 효율이 높고 시장성이 좋아 많은 연구가 진행되고 있다. 따라서 본 논문에서는 5kW 태양광 발전 배터리 충전 시스템을 구성하여 컨버터의 동작 및 특성에 대하여 분석하고 이를 시뮬레이션을 통해 내용을 검증하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제32권1호
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• pp.13-20
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• 2023

이 글은 현재 국내 리튬이온전지 상용 재활용 공정을 정리하고, 리튬이온전지 재활용 공정의 새로운 방향을 제시한다. 대표적인 리튬이온전지 재활용 업체인 (주)성일하이텍은 10년 이상 리튬이온전지 재활용 공정을 성공적으로 운영해 왔으며 최근 많은 재활용 업체 및 배터리 제조업체들이 새로운 재활용 공정을 제안하고 개발하고 있다. 새로운 재활용 공정에서는 리튬 가격의 급격한 상승으로 니켈과 코발트보다 먼저 리튬이 회수되고, 금속 황산염 용액을 최종 제품으로 배터리 제조업체에 공급하는 특징이 있다. 향후 대량으로 발생할 폐전지 처리를 위해 기존 공정이 개선될 필요가 있으며, 폐기된 자동차와 함께 유입되는 성분들과 리튬이온전지의 새로운 첨가제는 향후 리튬이온전지 재활용 공정에서 주요 공정효율 저감 요인이 될 수 있다.

• 자원리싸이클링
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• 제32권1호
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• pp.21-32
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• 2023

리튬이온 배터리(LIB) 제조를 위한 리튬의 사용이 점차 증가함에 따라 그에 따라 발생되는 리튬이온배터리 폐기가 증가될 것으로 사료된다. 이에 따라 폐배터리를 재활용을 하기위한 용매 추출을 통한 재활용에 대한 활발한 연구가 니켈, 코발트 및 망간과 같은 유가금속을 제거한 후 얻은 폐 용액에서 리튬의 회수가 중요하다. 본 연구에서는 폐이차전지 재활용공정 후 발생되는 폐액에서 리튬을 회수하기위해 추출제 Di-(2-ethylhexyl) hosphoricacid(D2EHPA)와 등유의 개질제 Tri-n-butyphosphate(TBP)를 선택적으로 혼합하여 추출조건을 최적화하였다. 폐액에는 리튬과 고농도의 나트륨(Li⁺ = 0.5% ~ 1%, Na⁺ = 3 ~ 6.5%)을 함유하고 있었으며, 리튬의 추출은 유기용매의 다른 구성에서 최종적으로 20% D2EHPA + 20% TBP + 60% 등유로 구성된 유기용매에서 효과적인 추출을 조건을 확립하였다. NaOH의 비누화를 이용한 SX 시스템에서는 평형 pH 4~4.5에서 유기 대 수성(O/A)이 5일 때 약 95% 이상의 리튬이 선택적으로 추출되는 것을 확인하였다. 적은 양의 나트륨으로 염화리튬에서 탄산리튬 분말을 얻기 위해 고순도 중탄산암모늄을 처리하였다. 최종적으로 처리된 탄산리튬에 여러번 세수를 통하여 미량의 나트륨을 제거하고 고순도 탄산리튬 분말(순도 99.2%)을 제조하였다. 따라서 본 연구를 통하여 폐이차전지 재활용공정에서 발생되는 폐액을 활용하여 탄산리튬의 효율적인 제조방법을 확인하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제39권9호
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• pp.527-533
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• 2017

제조공정이 기술 집약적인 반면 제품 수명이 짧아 다량으로 버려지는 스마트폰의 환경영향에 관심이 커지고 있다. 이 연구에서는 전과정평가 기법을 기반으로 스마트폰의 다양한 환경영향을 정량적으로 분석, 평가하였다. ISO 14040 시리즈 표준에 의거한 전과정평가를 수행하였고, 스마트폰의 제조전, 제조, 유통, 사용 및 폐기를 포함하는 전과정 단계를 시스템경계에 포함하였다. 평가한 10개 환경영향범주 모두에서 제조전단계가 가장 큰 환경영향을 나타내었다. 지구온난화 영향은 제조전단계, 유통단계, 사용단계, 제조단계, 폐기단계경우 각각 52.6%, 23.9%, 15.7%, 7.0% 및 0.8% 이었다. 스마트폰 제조전단계의 부품별 환경영향은 PCB, 배터리, 디스플레이 모듈 순이었다. 따라서 스마트폰의 전과정 환경영향 저감을 위해서는 스마트폰 소형/경량화를 통해 자원사용량을 줄이고, 자원순환성을 높일 수 있는 친환경 소재를 적용하여 제조전단계의 환경영향을 줄이려는 노력이 필요하다.