• 제목/요약/키워드: Lithium extraction

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Battery State Estimation Algorithm for High-Capacity Lithium Secondary Battery for EVs Considering Temperature Change Characteristics

  • Park, Jinho;Lee, Byoungkuk;Jung, Do-Yang;Kim, Dong-Hee
    • Journal of Electrical Engineering and Technology
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    • 제13권5호
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    • pp.1927-1934
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    • 2018
  • In this paper, we studied the state of charge (SOC) estimation algorithm of a high-capacity lithium secondary battery for electric vehicles (EVs) considering temperature characteristics. Nonlinear characteristics of high-capacity lithium secondary batteries are represented by differential equations in the mathematical form and expressed by the state space equation through battery modeling to extract the characteristic parameters of the lithium secondary battery. Charging and discharging equipment were used to perform characteristic tests for the extraction of parameters of lithium secondary batteries at various temperatures. An extended Kalman filter (EKF) algorithm, a state observer, was used to estimate the state of the battery. The battery capacity and internal resistance of the high-capacity lithium secondary battery were investigated through battery modeling. The proposed modeling was applied to the battery pack for EVs to estimate the state of the battery. We confirmed the feasibility of the proposed study by comparing the estimated SOC values and the SOC values from the experiment. The proposed method using the EKF is expected to be highly applicable in estimating the state of the high-capacity rechargeable lithium battery pack for electric vehicles.

이차전지(二次電池) 제조공정(製造工程)스크랩으로부터 고효율(高效率) 親環境(친환경) 코발트(Co)와 리튬(Li)의 회수(回收)에 관(關)한 연구(硏究) (A Study on the Cobalt and Lithium Recovery from the Production Scraps of Lithium Secondary Battery by High Efficient and Eco-friendly Method)

  • 이정주;정진도
    • 자원리싸이클링
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    • 제19권6호
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    • pp.51-60
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    • 2010
  • 리튬이차전지 양극스크랩으로부터 코발트와 리튬을 회수하기위해 물리적 전처리, 침출, 용매추출 및 회수실험을 행하였다. 실험재료로 제조공정에서 발생되는 코발트계 양극스크랩을 사용하여 단위공정별 최적조건을 구하였다. 물리적전처리 최적조건은 온도 $500{\sim}550^{\circ}C$, 파쇄날 회전속도 1000rpm이었으며, 침출 최적조건은 300rpm, 2M $H_2SO_4$, 2.5M $H_2O_2$, $95^{\circ}C$이었다. D2EHPA(bis(2-ethylhexyl) phosphoric acid) 와 PC88A를 각각 알루미늄과 코발트의 추출제로 사용하여 분리.정제하였으며, 코발트는 염기성시약을 사용하여 $Co(OH)_2$로, 리튬은 탄산나트륨 및 LiOH를 사용하여 탄산리튬($LiCO_3$)으로 회수하였다. $Co(OH)_2$는 열처리를 하여 삼산화코발트($Co_3O_4$)로 만들고 분쇄기를 사용하여 10 ${\mu}m$정도의 입자를 만들었다. 최적조건에서 코발트와 리튬 회수율은 99%이상, 리튬회수율은 99%이상이었으며, 삼산화코발트의 순도는 99.98%이상이었다.

Electrochemical Properties and Structural Analysis of Carbon-Coated Silicon Anode for Lithium Secondary Batteries

  • Kim, Hyung-Sun;Chung, Kyung-Yoon;Cho, Byung-Won
    • 전기화학회지
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    • 제11권1호
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    • pp.37-41
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    • 2008
  • The effects of carbon-coated silicon anode on the electrochemical properties and structural change were investigated. The carbon-coated silicon powders have been prepared by thermal decomposition under argon/10wt% propylene mixed gas flow at $700^{\circ}C$. The surface and crystal structure of the synthesized materials were examined by scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), and Raman spectroscopy. Lithium cells with electrodes made from the uncoated and the carbon coated silicon anode were assembled and tested. The carbon-coated silicon particles merged together well after the insertion/extraction of lithium ions, and showed a relatively low irreversible capacity compared with the uncoated silicon particle.

Studies on Equilibria and Analytical Applications of Synergistic Solvent Extraction(II). Determination of Trace Lithium in Sea Water using TTA and TOPO

  • 김영상;최종문;이치우
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제21권9호
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    • pp.855-859
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    • 2000
  • An application of synergistic solvent extraction for the etermination of trace lithium in sea water has been studied by forming an adduct complex of thenoyltrifluoroacetone (TTA) and trioctylphosphine oxide (TOPO) in a solvent. The interference by major constituents in sea water was eliminated by phosphate precipitation. Ex-perimental conditions such as solution pH, concentrations of TTA and TOPO etc. were optimized in synthetic sea water with similar compositionto its natural counterpart. To eliminate the interference, 1.38g of ammoni-um dihydrogen phosphate and 2.5 mL of ammonia water were added into 100 mL of thediluted solution at $60^{\circ}C$ to form the phosphate precipitates of Ca2+ and Mg2+ ions. After the pH of this filtrate was adjusted to 8.0, 10.0 mL of m-xylene containing 0.1 M TTA and 0.05 M TOPO was added to the solution in a separatory funnel, and the solution was shaken vigorously for 20 minutes. The solvent was separated from the aqueous solution, and 20 uL of m-xylene solution was injected into a gaphite tube to measure the absorbance by GF-AAS. The detection limit was 0.42 ng/mL. Lithium was determined within the range of 146 to 221 ng/mLin Korean coast-al sea waters, and the recoveries in the spiked samples were 94 to 106%.

멤브레인 공정에 의한 리튬 회수에 대한 총설 (A Review on Lithium Recovery by Membrane Process)

  • 김에스더;라즈쿠마 파텔
    • 멤브레인
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    • 제31권5호
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    • pp.315-326
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    • 2021
  • 리튬 이온 배터리(LIB) 수요는 화석 연료에 대한 부담을 줄이기 위해 전 세계적으로 매년 증가하고 있다. LIB는 전기 자동차, 고정식 저장 시스템 및 기타 다양한 응용 분야에 사용된다. 리튬은 해수, 염수, 염호에서 구할 수 있으며 환경 친화적이고 저렴한 방법으로 추출하면 리튬 채굴의 부담을 크게 줄일 수 있다. 주로 나노여과(NF)와 같은 막 분리 공정은 용액에서 리튬 금속을 분리하는 효과적인 방법이다. 전기투석 및 전기 분해는 리튬 분리에 사용되는 다른 분리 공정이다. 역삼투압(RO) 공정은 이미 해수 담수화를 위한 잘 정립된 방법이다. 따라서, 리튬 금속을 목적으로 사용되는 개질된 RO 분리막은 용액속에 존재하는 다른 금속 원소의 간섭에 의한 문제를 해결할 수 있는 좋은 대안 방법이다. 적합한 NF 막을 찾거나 개발하여 리튬을 선택적으로 제거하는 것은 도전적일 수 있지만 흥미로운 연구 영역이다. 이 총설에서는 나노여과, 전기투석, 전기분해 및 기타 공정을 이용한 리튬 회수에 대해 자세히 설명한다.

터키 리튬 함유 붕소광상에서 산출하는 스멕타이틱-점토로부터의 리튬 추출 (Lithium Extraction from Smectitic Clay Occurring in Lithium-bearing Boron Deposits in Turkey)

  • 이원종;윤소정;전철민;허철호;이길재;이범한
    • 한국광물학회지
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    • 제29권4호
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    • pp.167-177
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    • 2016
  • 신제3기 마이오세(Miocene)의 플라야호(playa lake) 환경에서 형성된 증발형 붕소 광상인 터키의 비가디치(Bigadiç) 광상과 크르카(Kırka) 광상에서 산출되는 점토에서 각각 $LiO_2$가 0.02-0.21%, 0.16-0.30% 함유되어 있다. 이는 점토에 리튬을 함유한 헥토라이트(hectorite)가 함유되어 있기 때문으로 확인되었으며 붕소 광석을 처리하고 남은 광미도 $LiO_2$ 0.04-0.26% 포함하고 있는 것으로 보고된다. 약 0.18%의 리튬 함량을 보이는 비가디치 및 크르카 광상 점토 시료 각 1개에 대하여 추출 가능한 리튬의 양을 알아보았다. 본 연구의 XRD 분석 결과 크르카 광상의 시료에는 25.7%, 비가디치 시료에는 79.7%의 헥토라이트가 함유되어 있었다. 이들 점토가 리튬 광석으로 활용될 수 있는지 알아보기 위해 (1) 산 처리 용출 및 (2) 열처리 침출 방법으로 리튬을 추출하였다. 두 광상 시료 모두 0.25 M 염산과의 반응시간에 따라 용출되는 리튬의 양이 증가하였으나 10시간 이상 반응시켰을 때는 용출되는 리튬의 양이 더 이상 증가하지 않았다. 10시간 이상 반응시켰을 때, 크르카 광상 점토 시료에서 89%의 리튬이 용출되었으며 비가디치 광상 점토 시료에서 71%의 리튬이 용출되었다. $CaCO_3$$CaSO_4$와 함께 $1,100^{\circ}C$에서 2시간 열처리하여 크르카 광상 시료에서 87%, 비가디치 광상 시료에서 82%의 리튬을 추출하였다. 크르카 광상의 점토 시료는 산 처리로 더 많은 양의 리튬을 추출할 수 있었으며 비가디치 광상의 시료는 열처리 방법으로 리튬을 더 많이 추출할 수 있었다.

분말 합성법(Sol-Gel & Solid-State reaction)에 따른 Lithium Lanthanum Titanate 분말의 입자 및 결정 크기 비교 분석에 관한 연구 (A Study on Particle and Crystal Size Analysis of Lithium Lanthanum Titanate Powder Depending on Synthesis Methods (Sol-Gel & Solid-State reaction))

  • 윤정재;이승환;백소현;권용범;송요셉;김범성;이빈;곽노균;정다운
    • 한국분말재료학회지
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    • 제30권4호
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    • pp.324-331
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    • 2023
  • Lithium (Li) is a key resource driving the rapid growth of the electric vehicle industry globally, with demand and prices continually on the rise. To address the limited reserves of major lithium sources such as rock and brine, research is underway on seawater Li extraction using electrodialysis and Li-ion selective membranes. Lithium lanthanum titanate (LLTO), an oxide solid electrolyte for all-solid-state batteries, is a promising Li-ion selective membrane. An important factor in enhancing its performance is employing the powder synthesis process. In this study, the LLTO powder is prepared using two synthesis methods: sol-gel reaction (SGR) and solid-state reaction (SSR). Additionally, the powder size and uniformity are compared, which are indices related to membrane performance. X-ray diffraction and scanning electron microscopy are employed for determining characterization, with crystallite size analysis through the full width at half maximum parameter for the powders prepared using the two synthetic methods. The findings reveal that the powder SGR-synthesized powder exhibits smaller and more uniform characteristics (0.68 times smaller crystal size) than its SSR counterpart. This discovery lays the groundwork for optimizing the powder manufacturing process of LLTO membranes, making them more suitable for various applications, including manufacturing high-performance membranes or mass production of membranes.