• 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.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제32권1호
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• pp.58-63
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• 2019

Lithium-ion batteries used for IT, automobiles, and industrial energy-storage devices have battery management systems (BMS) to protect the battery from abnormal voltage, current, and temperature environments, as well as safety devices like, current interruption device (CID), fuse, and vent to obtain positive temperature coefficient (PTC). Nonetheless, there are harmful to human health and property and damage the brand image of the manufacturer because of smoke, fire, and explosion of lithium battery packs. In this paper, we propose a systematic protection algorithm combining battery temperature, over-current, and interconnection between protection elements to prevent copper deposition, internal short circuit, and separator shrinkage due to frequent and instantaneous over-current discharges. The parameters of the proposed algorithm are suggested to utilize the experimental data in consideration of battery pack operating conditions and malicious conditions.

• 전기전자학회논문지
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• 제24권4호
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• pp.1098-1103
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• 2020

본 논문은 리튬 이온 이차 전지의 전기적 실험 및 전기화학적 모델링을 통한 배터리 수명 상태(SOH)의 추정 방법을 다룬다. 배터리 전기적 노화 실험을 통하여 실제 배터리 수명 상태를 확인하기 위하여 전류 적산법을 사용한다. 전기적 실험에서 도출한 내부저항 값을 사용하여 SOH를 추정하며, 전기화학 모델링에서 사이클 수의 증가에 따른 SEI Layer의 변화를 통해 SOH를 추정한다. 실제 배터리 수명 상태를 포함한 세 가지 방법의 SOH 추정 방법에 가중치를 적용하여 새로운 SOH를 도출하며, 이는 전류적산법을 사용하여 구한 실제 값과의 오차를 줄여주어 추정 성능을 높인다.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2017년도 제56차 하계학술대회논문집 25권2호
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• pp.388-389
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• 2017

본 논문에서는 효율적인 에너지 관리를 위해 리튬이온 배터리를 적용 능동 셀 밸런싱 시스템 BMS에 대해 제안하였다. 제안된 방법은 다수의 셀과 하나의 커패시터로 구성된 SSC(Single Switched Capacitor) 방식에서 사용되는 커패시터를 리튬이온 배터리로 변경하여 적용한 것이다. SSC 방식은 커패시터의 방향성으로 인하여 홀수 번째와 짝수 번째의 배터리에 대해 별도의 스위치를 설치하여야 하며 조작이 복잡하다는 단점을 가지고 있었다. 이러한 단점을 보완하여 커패시터를 리튬이온 배터리로 대체하여 셀의 순서에 상관없이 적용이 가능한 셀 밸런싱 방법을 제안하였다. 제안된 방법의 효율성은 BMS를 구현하여 실험 하였다. 실험 결과 셀 밸런싱이 기존의 SSC 방식보다 개선되어 효율성이 입증되었다.

• 한국표면공학회지
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• 제57권2호
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• pp.115-124
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• 2024

In advancing Li-ion battery (LIB) technology, the solid electrolyte interface (SEI) layer is critical for enhancing battery longevity and performance. Formed during the charging process, the SEI layer is essential for controlling ion transport and maintaining electrode stability. This research provides a detailed analysis of how vinylene carbonate (VC) influences SEI layer formation. The integration of VC into the electrolyte markedly improved SEI properties. Moreover, correlation analysis revealed a connection between electrolyte decomposition and battery degradation, linked to the EMC esterification and dicarboxylate formation processes. VC facilitated the formation of a more uniform and chemically stable SEI layer enriched with poly(VC), thereby enhancing mechanical resilience and electrochemical stability. These findings deepen our understanding of the role of electrolyte additives in SEI formation, offering a promising strategy to improve the efficiency and lifespan of LIBs.

• 전자통신동향분석
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• 제38권5호
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• pp.90-99
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• 2023

Recently, with the trend of information technology convergence and electrification, batteries are being widely used in fields such as industry, transportation, and specific applications. By 2030, the secondary battery market is expected to grow explosively by more than eight times compared with 2020 to $351.7 billion owing to the expanding adoption of electric vehicles. Depending on the electrochemical reactions in the electrode, a primary battery can only discharge through an irreversible reaction, while a secondary battery can be repeatedly charged and discharged using reversible reactions. According to the type of charge carrier ions, secondary batteries may be classified into those made of lithium, sodium, potassium, magnesium, and aluminum ions. We analyze the current status and technological issues of lithium-ion batteries, lithium-sulfur batteries, and solid-state batteries, which are representative examples of lithium secondary batteries. In addition, research trends in lithium secondary batteries are discussed.

• 멤브레인
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• 제26권4호
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• pp.310-317
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• 2016

리튬이온 이차전지는 리튬이온이 이동하면서 전기화학적 충방전사이클을 완성하는 에너지변환장치를 의미한다. 리튬이온 이차전지는 높은 에너지밀도와 낮은 자가방전률, 상대적으로 긴 수명주기 등 다양한 장점을 갖는다. 최근 전기차 수요증가는 고용량 리튬이온 이차전지 개발을 촉진하고 있으나 음극에서의 dendrite 형성으로 인한 전기적 단락 현상과 전지 폭발 문제와 같은 심각한 안전문제를 야기한다. 또한, 리튬이온 이차전지 구동시 상승된 온도에서 폴리올레핀계열(예 : 폴리에틸렌과 폴리프로필렌) 격리막의 열수축 문제가 발생한다. 이와 같이 낮은 열 안정성은 리튬이온 이차전지의 성능과 수명의 감소로 이어진다. 본 연구에서는 폴리올레핀계열 함침격리막 제조를 위한 중요한 소재로서 술폰화 폴리아릴렌에테르술폰 랜덤 공중합체를 사용하였으며, 제조된 격리막을 이용하여 dendrite 형성과 관련된 금속이온 흡착 능력과 리튬이온전도성, 열적 내구성이 평가되었다.

• 공업화학
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• 제29권6호
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• pp.635-644
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• 2018

리튬 이온 배터리는 휴대용 전자 제품, 전기 자동차 및 그리드 규모의 에너지 저장 장치 등과 같이 일상 생활에서 다양한 용도로 널리 사용되고 있다. 최근 높은 에너지 밀도, 경량 및 저비용과 같은 상업적 요구를 만족하는 리튬 이온 배터리 전극 소재 개발을 위하여 상당한 노력이 진행되어 오고 있다. 이 총설에서는 리튬 이온 배터리 양극 및 음극 재료의 원리와 최근 연구 동향을 요약하였으며, 특히 전극 소재의 설계 및 고급 특성화 기술을 강조하였다.

• 산업기술연구
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• 제21권B호
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• pp.31-35
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• 2001

The phase forming ability and formation enthalpies(${\Delta}H$) of Si-M(M = Ti, Cu, Ni, Zr) compound alloys were predicted by Miedema's model. The silicon compound alloys were synthesized by mechanical alloying and then characterized for the phase formation by X -ray diffraction. The electrochemical properties as the anode materials for lithium ion batteries were investigated using a galvanostatic method. It appears that the electrochemical characteristics of Si-M alloys can be predicted from the thermodynamic criteria for the phase formation using the Miedema's model.

• Carbon letters
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• 제28권
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• pp.1-8
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• 2018

Graphene is a single atomic layer of carbon atoms, and has exceptional electrical, mechanical, and optical characteristics. It has been broadly utilized in the fields of material science, physics, chemistry, device fabrication, information, and biology. In this review paper, we briefly investigate the ideas, structure, characteristics, and fabrication techniques for graphene applications in lithium ion batteries (LIBs). In LIBs, a constant three-dimensional (3D) conductive system can adequately enhance the transportation of electrons and ions of the electrode material. The use of 3D graphene and graphene-expansion electrode materials can significantly upgrade LIBs characteristics to give higher electric conductivity, greater capacity, and good stability. This review demonstrates several recent advances in graphene-containing LIB electrode materials, and addresses probable trends into the future.