• Title/Summary/Keyword: charge-discharge rate

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리튬 2차 전지의 1차원 열적 특성을 고려한 지능형 용량예측

  • 이정수;호빈;김광선;임근욱;조장군;조현찬
    • 한국반도체및디스플레이장비학회:학술대회논문집
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    • 한국반도체및디스플레이장비학회 2007년도 춘계학술대회
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    • pp.244-249
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    • 2007
  • In this paper, in order to get the characteristics of the lithium secondary cell, such as cycle life, charge and discharge characteristic, temperature characteristic, self-discharge characteristic and the capacity recovery rate etc, we build a mathematical model of battery. In this one-dimensional model, Seven governing equations are made to solve seven variables $c,\;c_s,\;{\Phi}_1,\;{\Phi}_2,\;i_2,\;j\;and\;T$. The mathematical model parameters used in this model have been adjusted according to the experimental data measured in our lab. The connecting research of this study is to get an accurate estimate of the capacity of battery through comparison of results from simulation and fuzzy logic system. So the result data from this study is reorganized to fit the fuzzy logic algorithm.

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나노입자 집속 마스크를 이용한 나노입자 패턴 형성 (Nanoparticle patterning using nanoparticle focusing mask)

  • 유석범;이희철;김형철;최만수
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2008년도 추계학술대회A
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    • pp.1713-1717
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    • 2008
  • We have developed a nanoparticle focusing mask which can generate particle arrays directly on the large area with high resolution. Using this mask, nanomaterials are precisely deposited onto desired positions on a substrate surface. We obtained various sizes of arrays ranging from 80 nm to 6 ${\mu}m$ with silver and copper nanoparticles that are generated by a spark discharge and an evaporation-condensation method. The feather size is much smaller than that of mask openings due to the focusing effects, like electrostatic lens, caused by charge or electric potential on insulator mask surface, which also prevent a mask clogging. The particle array size depends on the size of mask open patterns and focusing effects near the mask relate to ion flow rate and electric potential. We have demonstrated that diverse size of arrays with high resolution could be obtained repeatedly using the same sized mask in atmosphere.

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The Effect of Surface Modification with La-M-O (M = Ni, Li) on Electrochemical Performances of Li[Ni0.8Co0.15Al0.05]O2 Cathode

  • Ryu, Jea-Hyeok;Kim, Seuk-Buom;Park, Yong-Joon
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제30권3호
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    • pp.657-660
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    • 2009
  • The surface of $Li[Ni_{0.8}Co_{0.15}Al_{0.05}]O_2$ cathode particle was modified by lanthanum based oxide to improve electrochemical property and thermal stability. The XRD pattern of surface layer was indexed with that of $La_4NiLiO_8$. The discharge capacity of modified electrode was higher than that of pristine sample, specially at fast charge-discharge rate and high cut-off voltage. In the DSC profile of the charged sample, the generation of heat by exothermic reaction was decreased by surface modification. Such enhancement may by attributed to the presence of stable lanthanum based oxide, which effectively suppressd the reaction between electrode and electrolyte on the surface of $Li[Ni_{0.8}Co_{0.15}Al_{0.05}]O_2$ electrode.

Electrochemical Properties of LixCoyNi1-yO2 Prepared by Citrate Sol0Gel Method

  • 장순호;강성구;장기호
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제18권1호
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    • pp.61-65
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    • 1997
  • The electrochemical properties of LixCoyNi1-yO2 compounds (y=0.1, 0.3, 0.5, 0.7, 1.0) prepared by citrate sol-gel method have been investigated. The LixCoyNi1-yO2 compounds were annealed at 850 ℃ for 20 h after preheating at 650 ℃ for 6 h, in air. The x-ray diffraction (XRD) patterns for LixCoyNi1-yO2 have shown that these compounds have a well developed layered structure (R&bar{3} m). From the scanning electron microscopy of LixCoyNi1-yO2, particle size was estimated less than 5 μm. The Li//LixCoyNi1-yO2 electrochemical cell consists of Li metal anode and 1 M LiClO4-propylene carbonate (PC) solution as the electrolyte. The differences in intercalation rate of the LixCoyNi1-yO2 in the first charge/discharge cycle were less than 0.05 e-. The first discharge capacities of LixCoO2 and LixCo0.3Ni0.7O2 were ∼130 mAh/g and ∼160 mAh/g, respectively.

리튬이온전직용 카본계부극재료의 충방전 특성 (Charge-Discharge Characteristics of Carbonaceous Materials for a Negative Electrode in Lithium-Ion Batteries)

  • 김정식;박영태;김상열;장영철
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제6권2호
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    • pp.69-74
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    • 1999
  • 흑연 및 카본계 재료는 층상구조 내부로 리튬이온을 가역적으로 intercalation /deintercalation시킬 수 있는 특성을 지니고 있다. 리튬이온이 intercalation된 카본의 전기화학적 퍼텐셜은 리튬금속에 가까운 값이므로, 리튬이온전지의 부극용 재료로 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 petroleum pitch를 열분해시킨 후, 700~$1300^{\circ}C$의 서로 다른 온도에서 각각 3시간 동안 열처리한 카본을 사용하였다. XRD 측정 결과, 카본의 결정성은 열처리 온도와 함께 증가하였다. 충방전 특성 시험 및 전해질과 카본전극 표면 사이의 계면 반응특성은 각각 0.1C의 속도로 정전류법에 의한 충방전 시험과 순환전압전류법(CV)에 의해 평가하였으며, 열처리 온도와 충방전 횟수에 따른 용량과의 관계에 대하여 논의하였다. 가역용량(reversible capacity)은 열처리 온도가 증가함에 따라 $1000^{\circ}C$까지는 증가하지만, 그 이상의 온도에서는 약간 감소하는 경향을 보였다. 또한, 충방전 횟수가 증가할수록 충전용량은 감소하지만, 가역특성(reversibility)은 향상되었다.

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세가지 다른 형태의 탄소촉매 적용에 따른 바나듐레독스흐름전지 성능 변화에 관한 연구 (A Study on The Effects of Three Different Carbon Catalysts on Performance of Vanadium Redox Flow Battery)

  • 추천호;정상현;정주영;천승규;이진우;권용재
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제26권2호
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    • pp.170-178
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    • 2015
  • In this study, we carry out a study on how to improve performance of vanadium redox flow battery (VRFB) through promoting reaction rate of rate determining vanadium reaction ($[VO]^{2+}/[VO_2]^+$). In order to do that, three different carbons like Vulcan (XC-72), CMK3 and MSU-F-C are adopted as the catalysts, while their catalytic activity and reaction reversibility are evaluated using half-cell tests. Their topological images are also measured by TEM. For estimation of the VRFB performance, multiple charge-discharge curves of VRFBs including the catalysts are measured by single cell tests. As a result of that, MSU-F-C shows relatively excellent catalytic activity and reaction reversibility as well as large surface area compared to those of Vulcan (XC-72) and CMK3. Also, in terms of the performance of VRFBs including the catalysts, VRFB including MSU-F-C indicates (i) low charging/discharging overpotentials and low internal resistance, (ii) high charge/discharge capacities and (iii) high energy efficiency. These VRFB performance data are well agreed with results on catalytic activity and reaction reversibility. The reason that MSU-F-C induces superior VRFB performances is attributed to (i) its large surface area and (ii) its hydrophilic surface functional groups that mainly consist of hydroxyl bonds that are supposed to play active surface site role for facilitaing $[VO]^{2+}/[VO_2]^+$ redox reaction. Based on the above results, it is found that adoption of MSU-F-C as catalyst for VRFB results in improvement in VRFB performance by promoting the languid $[VO]^{2+}/[VO_2]^+$ redox reaction.

XLPE/EPR 계면의 부분방전 패턴 분석을 위한 신경망 모형 (Neural Network Model for Partial Discharge Pattern Analysis of XLPE/EPR Interface)

  • 조경순
    • 한국컴퓨터산업학회논문지
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    • 제6권2호
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    • pp.357-364
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    • 2005
  • 최근 들어 우리나라에서는 설치의 간편성과 높은 신뢰도를 가진 전력케이블의 사용이 증가하고 있다. 전력케이블은 출고 전에 IEEE std. 404-1993 시험을 거쳐 안정성을 확인하고 있지만 포설시 발생하는 접속부 내부의 결함으로 인하여 많은 문제가 발생하고 있다. 특히 불순물 혼입 또는 공극 발생시 고장율은 증가하게 된다 부분방전 검출은 포설 후 전력케이블의 상태를 관측할 수 있는 유용한 방법이다. 본 연구에서는 부분방전 특성을 평가하고자 케이블 접속재인 EPR과 케이블 절연체인 XPLE 사이에 인공 결함을 발생시킨 후 데이터 취득 시스템을 이용하여 $\Phi-q-n$ 특성을 검출하였으며, 부분방전의 정량적 해석을 위해 필요한 통계량을 계산하였으며, 신경망 모델을 적용하여 패턴 분석을 수행하여 $88\~96\%$의 구별이 가능하였다.

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나노 흡착제가 Li/S 이차전지용 유황양극의 전기화학적 특성에 미치는 영향 (The Effects of the Nano-sized Adsorbing Material on the Electrochemical Properties of Sulfur Cathode for Lithium/Sulfur Secondary Battery)

  • 송민상;한상철;김현석;안효준;이재영
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제13권4호
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    • pp.259-269
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    • 2002
  • A battery based on the lithium/elemental sulfur redox couple has the advantage of high theoretical specific capacity of 1,675 mAh/g-sulfur. However, Li/S battery has bad cyclic durability at room temperature due to sulfur active material loss resulting from lithium polysulfide dissolution. To improve the cycle life of Li/S battery, PEGDME (Poly(ethylene glycol) dimethyl ether) 500 containing 1M LiTFSI salt which has high viscosity was used as electrolyte to retard the polysulfide dissolution and nano-sized $Mg_{0.6}Ni_{0.4}O$ was added to sulfur cathode as additive to adsorb soluble polysulfide within sulfur cathode. From experimental results, the improvement of the capacity and cycle life of Li/S battery was observed( maximum discharge capacity : 1,185 mAh/g-sulfur, C50/C1 = 85 % ). Through the charge-discharge test, we knew that PEGDME 500 played a role of preventing incomplete charge-discharge $behavior^{1,2)$. And then, in sulfur dissolution analysis and rate capability test, we first confirmed that nano-sized $Mg_{0.6}Ni_{0.4}O$ had polysulfide adsorbing effect and catalytic effect of promoting the Li/S redox reaction. In addition, from BET surface area analysis, we also verified that it played the part of increasing the porosity of sulfur cathode.

XLPE/EPR 계면의 부분방전 패턴 분석을 위한 신경망 모형 (Neural Network Model for Partial Discharge Pattern Analysis of XLPE/EPR Interface)

  • 조경순
    • 한국컴퓨터산업학회논문지
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    • 제6권2호
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    • pp.279-286
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    • 2005
  • 최근 들어 우리나라에서는 설치의 간편성과 높은 신뢰도를 가진 전력케이블의 사용이 증가하고 있다. 전력케이블은 출고 전에 IEEE std. 404-1993 시험을 거쳐 안정성을 확인하고 있지만 포설시 발생하는 접속부 내부의 결함으로 인하여 많은 문제가 발생하고 있다. 특히 불순물 혼입 또는 공극 발생시 고장율은 증가하게 된다. 부분방전 검출은 포설 후 전력케이블의 상태를 관측할 수 있는 유용한 방법이다. 본 연구에서는 부분방전 특성을 평가하고자 케이블 접속재인 EPR과 케이블 절연체인 XPLE 사이에 인공 결함을 발생시킨 후 데이터 취득 시스템을 이용하여 $\Phi-q-n$ 특성을 검출하였으며, 부분방전의 정량적 해석을 위해 필요한 통계량을 계산하였으며, 신경망 모델을 적용하여 패턴 분석을 수행하여 $88\~96\%$의 구별이 가능하였다.

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$CaNi_5$ 수소저장합금의 전기화학 특성에 미치는 MG 처리 효과 (The Effect of Mechanical Grinding or Electrochemical Properties of $CaNi_5$ Hydrogen Storage Alloy)

  • 이창래;강성균
    • 전기화학회지
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    • 제2권2호
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    • pp.106-111
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    • 1999
  • [ $CaNi_5$ ] 수소저장합금의 전기화학적 충$\cdot$방전 특성에 미치는 MG(mechanical grinding) 영향이 Ar및 $H_2$ 가스분위기에서 조사되었다 MG공정중 $CaNi_5$ 합금은 표면 산화층의 파괴와 재생성 및 산화층 근방의 불균질화로 인하여 MG 15시간 이후부터 CaO와 Ni로 뚜렷한 상분리가 일어났다. $MG-CaNi_5$는 MG시간이 길어질수록 초기의 전기화학적 방전용량은 현저히 감소하였지만 충$\cdot$방전 싸이클의 증가에 따른 용량저하 속도는 $CaNi_5$합금에 비하여 낮았다. MG처리된 $CaNi_5$합금의 퇴화는 MG공정중의 상분리 및 불규칙화에 의한 수소의 가역반응 site의 감소 및 분극저항의 증가, KOH 전해질 내에서 합금 표면의 산화반응에 의한 부동태 피막형성에 기인하는 것으로 판단되었다.