• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• 제2권1호
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• pp.49-54
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• 2016

현재 대부분의 도서지역에서는 태양광발전을 효율적으로 운용하기 위하여 대용량 연축전지가 많이 사용되고 있지만, 풍력발전의 도입, 축전지 교체로 인하여 리튬이온전지의 도입이 증가하고 있다. 따라서 본 논문에서는 기존에 많이 보급되어 사용되고 있는 연축전지와 리튬이온전지의 장점을 최대한 활용하기 위하여, 연축전지와 리튬이온전지용 하이브리드 ESS의 최적 운용평가를 할 수 있는 알고리즘을 제시하였다. 상기의 알고리즘을 이용하여 시뮬레이션을 수행한 결과, 각 전지의 도입비용과 운용비용이 최소화 되는 운용조건에서 최적구성비를 산출하였다. 이에 따라 본 논문에서 제안한 하이브리드 ESS의 최적구성 알고리즘에 대한 유용성을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제35권4호
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• pp.363-368
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• 2007

높은 중량에너지밀도로 배터리 무게를 줄일 수 있는 장점을 갖는 리튬이온 배터리는 중량이 중요한 관심사인 많은 항공우주 응용분야에서 빠른 속도로 Ni-Cd, Ni-H2 등의 기존 배터리를 대체하고 있다. 또한 리튬이온 배터리는 낮은 열 손실 특성과 높은 에너지 효율 그리고 저렴한 셀 단가를 갖는다. 80개의 소니 US18650 리튬이온 셀을 사용한 KSLV-I 탑재배터리 모듈은 셀을 8개씩 직렬로 구성한 후 각 열을 병렬로 10개 연결하여 요구되는 전압과 용량을 공급한다. 본 논문에서는 우주발사체용 리튬이온 배터리의 설계 및 그 특성에 대해 소개하며, 예상되는 우주환경에서 배터리가 신뢰성 있게 동작하는지를 검증하는 환경시험 프로그램 절차를 보였다. 배터리 성능은 전자부하기를 이용한 시뮬레이션 시험을 통해 확인하였고 발사체 2단에 장착하여 각 전장품들과의 연계시험을 통해 검증하였다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제32권6호
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• pp.437-443
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• 2019

All-solid-state thin-film lithium-ion batteries are important in the development of next-generation energy storage devices with high energy density. However, thin-film batteries have many challenges in their manufacturing procedure. This is because there are many factors, such as substrate selection, to consider when producing the thin film multilayer structure. In this study, we compare the fabrication and performance of all-solid-state thin-film lithium-ion batteries with a $LiNi_{0.5}Mn_{1.5}O_4$ cathode/LiPON solid electrolyte/$Li_4Ti_5O_{12}$ anode structure using stainless steel and Si substrates with different surface roughness. We demonstrate that the smoother the surface of the substrate, the thinner the thickness of the all-solid-state thin-film lithium-ion battery that can be made, and as a result, the corresponding electrochemical characteristics can be improved.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제59권3호
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• pp.393-398
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• 2021

리튬이온전지의 성능을 최적화하기 위해서는 여러 열화 요소들을 고려한 성능 예측 모델링 기술이 필요하다. 본 연구에서는 리튬이온전지의 사이클 노화로 인한 방전 거동 및 사이클 수명 변화를 수학적으로 모델링하였다. 모델링의 신뢰성을 검증하기 위해 0.25C로 사이클 시험을 진행했으며, 30 사이클 간격으로 진행한 RPT (Reference performance test)를 통해 전기적 거동을 파악하였다. 기존의 리튬이온전지의 사이클 수명 예측 모델에 BOL (Beginning of life)에서 일어나는 현상 중 하나인 Break-in 메커니즘을 반영하여 수명예측 정확도를 개선시켰다. 모델에 근거하여 예측된 사이클 수명 변화는 실제 시험 결과와 잘 일치하였다.

• 공업화학
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• 제33권4호
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• pp.343-351
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• 2022

리튬이온 전지(lithium-ion batteries, LIBs)는 높은 에너지 밀도, 느린 자가방전율, 고율 충전 능력 및 긴 배터리 수명 등의 좋은 성능으로 촉망받는 에너지 저장 장치로 꼽힌다. 그러나 고에너지 밀도의 전기자동차 및 대형 디바이스 산업에서 이러한 LIBs의 적용은 큰 안전 문제를 일으키고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 열적 안정성 및 내재적 안전성이 높은 재료를 개발하는 것이 LIBs의 안정성 및 전기화학적 성능을 향상시키는 궁극적인 해결방법이다. 본 총설에서는 상용 분리막의 안정성 문제 극복을 위한 분리막의 표면 개질 기술을 소개하였으며 이를 이용하여 개질된 리튬이온 전지용 분리막을 활용한 연구 동향을 요약, 정리하였다. 또한 이를 기반으로 표면 개질에 따른 분리막에 대한 향후 전망을 논의하였다.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제15권1호
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• pp.168-177
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• 2024

Ni-rich cathode is one of the promising candidates for high-energy lithium-ion battery applications. Due to its specific capacity, easy industrialization, and good circulation ability, Ni-rich cathode materials have been widely used for lithium-ion batteries. However, due to the limitation of the co-precipitation method, including sewage pollution, and the instability of the long production cycles, developing a new efficient and environmentally friendly synthetic approach is critical. In this study, the Ni_0.91Co_0.06Mn_0.03CO₃ precursor powder was successfully synthesized by an efficient spray-drying method using carbonate compounds as a raw material. This Ni_0.91Co_0.06Mn_0.03CO₃ precursor was calcined by mixing with LiOH·H₂O (5 wt% excess) at 480℃ for 5 hours and then sintered at two different temperatures (780℃/800℃) for 15 hours under an oxygen atmosphere to complete the cathode active material preparation, which is a key component of lithium-ion batteries. As a result, LiNi_0.91Co_0.06Mn_0.03O₂ cathode active material powders were obtained successfully via a simple sintering process on the Ni_0.91Co_0.06Mn_0.03CO₃ precursor powder. Furthermore, the obtained LiNi_0.91Co_0.06Mn_0.03O₂ cathode active material powders were characterized. Overall, the material sintered at 780℃ shows superior electrochemical performance by delivering a discharge capacity of 190.76 mAh/g at 1^st cycle (0.1 C) and excellent capacity retention of 66.80% even after 50 cycles.

• 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.

• 자원리싸이클링
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• 제33권2호
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• pp.24-36
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• 2024

리튬이온전지 재활용 공정은 직접 재활용, 습식제련공정, 건식제련공정으로 분류되어 왔으며, 습식제련공정 기반 상용공정은 해체, 파분쇄, 열처리, 선별 등으로 구성된 전처리 공정으로 블랙매스를 생산하고 습식제련공정으로 각 금속을 회수한다. 개발 중인 모든 리튬이온전지 재활용공정은 전구체 원료 제조를 위해 전처리공정 후 침출 등의 습식제련공정을 진행하기 때문에 이 글에서는 재활용공정의 전처리공정에 따른 분류법을 제시하였다. 현재 개발 중인 주요 공정은 황산염배소, 탄소열환원, 합금제조 등이며, 전처리공정에서 미이용 부산물의 활용이 가능할 경우 리튬이온전지 재활용 공정의 경제성 향상이 가능하리라 판단된다.

• Applied Microscopy
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• 제51권
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• pp.19.1-19.7
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• 2021

The main purpose of this paper is the preparation of transmission electron microscopy (TEM) samples from the microsized powders of lithium-ion secondary batteries. To avoid artefacts during TEM sample preparation, the use of ion slicer milling for thinning and maintaining the intrinsic structure is described. Argon-ion milling techniques have been widely examined to make optimal specimens, thereby making TEM analysis more reliable. In the past few years, the correction of spherical aberration (Cs) in scanning transmission electron microscopy (STEM) has been developing rapidly, which results in direct observation at an atomic level resolution not only at a high acceleration voltage but also at a deaccelerated voltage. In particular, low-kV application has markedly increased, which requires a sufficiently transparent specimen without structural distortion during the sample preparation process. In this study, sample preparation for high-resolution STEM observation is accomplished, and investigations on the crystal integrity are carried out by Cs-corrected STEM.

• Carbon letters
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• 제2권1호
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• pp.72-75
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• 2001

The performance of Li-ion system based on $LiCoO_2$ and Graphite is well optimized for the 3C applications. The charge-discharge mode, the manufacturing process, the cell performance and the thermal reactions affecting safety has been explained in the engineering point of view. The energy density of the current LIB system is in the range of 300~400 Wh/l. In order to achieve the energy density higher than 500 Wh/l, the active materials should be modified or changed. Adopting new high capacity anode materials would be effective to improve energy density.