• 한국융합학회논문지
• /
• 제12권4호
• /
• pp.1-8
• /
• 2021

현재 자동차를 포함한 에너지 저장장치 제품에는 리튬 이온 배터리가 주로 사용되고 있으며, 이를 과충전하거나, 고온 상황에 방치하는 잘못된 배터리 관리 상황 발생시 폭발 등 위험한 상황에 노출될 수 있으며, 과방전 시 배터리 불능 상황을 야기한다. 이로 인해 배터리 상태를 관리해주는 시스템이 필요하며 배터리 관리 시스템은 배터리 상태를 정확하게 인지하고 각 셀의 전압을 일정하게 유지하여 최적의 배터리 효율을 얻는 데 목적이 있다. 본 논문에서는 일반적 리튬이온배터리에 비해 고안전성을 갖는 리튬인산철 배터리팩과 이를 관리하기 위해 Matlab Simulink 기반의 시뮬레이션을 사용하여 셀 특성을 확인할 수 있는 RC등가회로 모델을 이용한 분석방법을 제시하고, 저전력 및 상호통신간섭이 적은 블루투스 기반 BMS 모듈의 알고리즘을 개발하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
• /
• 전력전자학회 2016년도 추계학술대회 논문집
• /
• pp.75-76
• /
• 2016

The relationship of widely used Open circuit Voltage (OCV) versus State of Charge (SOC) is critical for any reliable SOC estimation technique. However, the hysteresis existing in all type of battery which has been come to the market leads this relationship to a complicated one, especially in Lithium Iron Phosphate (LiFePO4) battery. An accurate model for hysteresis phenomenon is essential for a reliable SOC identification. This paper aims to investigate and propose a method for hysteresis modeling. The SOC estimation is done by using Extended Kalman Filter (EKF), the parameter of the battery is modeled by Auto Regressive Exogenous (ARX) and estimated by using Recursive Least Square (RLS) filter to tract each element of the parameter of the model.

• 한국전기전자재료학회논문지
• /
• 제31권1호
• /
• pp.61-67
• /
• 2018

High-power lithium batteries are suitable for equipment with high power output needs, such as for ESS's initial start-up. However, their management cost is increased by the installation of air-conditioning to minimize the risk of explosion due to internal temperature rise and also by a restriction on the number of charge/discharge cycles. High-capacity flow batteries, on the other hand, have many advantages. They can be used for over 20 years due to their low management costs, resulting from no risk of explosion and a high number of charge/discharge cycles. In this paper, we propose an ESS based on hybrid batteries that uses a lithium iron phosphate battery (LiFePO) at the initial startup and a vanadium redox flow battery (VRFB) from the end of the transient period, with a bi-directional PCS to operate two batteries with different DC voltage levels and using an efficient energy management control algorithm.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
• /
• 제31권9호
• /
• pp.2698-2700
• /
• 2010

• 청정기술
• /
• 제30권1호
• /
• pp.28-36
• /
• 2024

전기차의 수요가 증가함에 따라 리튬이온전지의 시장 또한 급증하고 있다. 리튬이온전지의 배터리 수명은 제한되어 있으며, 수명을 다한 배터리의 교체 필연적이므로 폐리튬이온전지 배터리가 발생하게 된다. 이에 리튬이온전지 중 폐리튬인산철(LiFePO₄, 이하 LFP라고 함) 양극재 분말에서부터 리튬은 선택적으로 선침출하고 인산철(FePO₄) 분말을 회수하였다. 회수된 인산철 분말은 탄산나트륨(Na₂CO₃) 분말과 혼합하여 열처리하여 그 결정상을 확인하였다. 열처리 온도를 변수로 하였고, 이후 증류수를 이용하여 수침출 후 각 성분의 침출률 및 분말 특성을 비교하였다. 본 연구에서 리튬은 약 100% 침출률을 보였고 800 ℃에서 열처리한 분말의 경우 인이 약 99% 침출되었으며, 침출 잔사는 Fe₂O₃ 단일 결정상으로 확인되었다. 따라서 본 연구에서는 폐LFP 분말로부터 리튬, 인 그리고 철 성분을 개별적으로 분리 및 회수할 수 있었다.

• 자원리싸이클링
• /
• 제32권3호
• /
• pp.9-17
• /
• 2023

폐리튬인산철 전지의 양극재로부터 리튬을 효율적으로 회수하기 위하여 활발하게 연구 중이며, 이는 리튬 자원의 지역 편재성 및 가격 변동성을 해소하고 환경오염 문제를 해결할 수 있다. 폐리튬인산철 전지로부터 리튬을 침출 및 회수하기 위하여 동형치환 침출 공정을 사용하였다. 상대적으로 저렴한 염화철 에칭액을 침출제로 사용하여 LFP의 Fe²⁺를 동형 치환하여 리튬을 침출하였다. 또한 추가적인 첨가제 및 추출제 없이 염화철 에칭액만을 사용하였으며, 염화철 에칭액을 LFP 이론적 몰 비 대비 0.7배, 1.0배, 1.3배, 그리고 1.6배로 하여 리튬의 침출율을 비교하였다. LFP 몰 비 대비 1.3배의 조건에서 약 98%로 가장 높은 리튬 침출율을 보였고 이후 침출액은 NaOH를 투입하여 pH 조절을 통하여 철을 제거하였다. 철이 제거된 용액으로부터 탄산리튬을 합성하였고, 그 분말 특성을 확인하였다.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
• /
• 제13권4호
• /
• pp.472-478
• /
• 2022

Solar energy harvesting is practiced by various nations for the purpose of energy security and environment preservation in order to reduce overdependence on oil. Converting solar energy into electrical energy through Photovoltaic (PV) module can take place either in on-grid or off-grid applications. In recent time Lithium battery is exhibiting its presence in on-grid applications but its role in off-grid application is rarely discussed in the literature. The preliminary capacity and Peukert's study indicated that the battery quality is good and can be subjected for life cycle test. The capacity of the battery was 10.82 Ah at 1 A discharge current and the slope of 1.0117 in the Peukert's study indicated the reaction is very fast and independent on rate of discharge. In this study Lithium Iron Phosphate battery (LFP) after initial characterization was subjected to life cycle test which is specific to solar off-grid application as defined in IEC standard. The battery has delivered just 6 endurance units at room temperature before its capacity reached 75% of rated value. The low life of LFP battery in off-grid application is discussed based on State of Charge (SOC) operating window. The battery was operated both in high and low SOC's in off-grid application and both are detrimental to life of lithium battery. High SOC operation resulted in cell-to-cell variation and low SOC operation resulted in lithium plating on negative electrode. It is suggested that to make it more suitable for off-grid applications the battery by default has to be overdesigned by nearly 40% of its rated capacity.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제40권7호
• /
• pp.635-641
• /
• 2016

엔진과 전기추진장치를 혼합한 하이브리드 추진 장치를 구동하기 위해서는 셀 단위로 이루어진 수십 개의 리튬계열의 배터리가 들어 있는 팩들로 접속이 된 전원을 사용한다. 따라서 많은 량의 배터리 셀의 상태를 언제든지, 엄격하게 관리할 필요가 있다. 일반적으로 배터리 관리(Battery management system, BMS)는 셀 전압, 전류 및 온도 등의 데이터를 운전 중에 받아서 상태를 컴퓨터로 모니터링 한다. 배터리의 상태를 확인하기 위한 또 다른 중요한 데이터는 배터리의 잔존수명(State of charge, SOH)을 알 수 있는 내부저항과 충전상태(State of charge, SOC)를 알 수 있는 무 부하 단자전압(Open circuit voltage, OCV)이 있다. 그러나 연속운전 중에는 내부 손실저항과 캐패시턴스의 병렬 등가회로로 인하여 내부저항의 측정이 어렵다. 또한 대부분의 에너지저장시스템에는 전압, 전류, 온도 등의 데이터를 이용하여 BMS가 수행되고 있지만, 운전 중에 예기치 않게 배터리 셀의 고장이 발생하는 경우에는 구동 전원장치의 출력전압이 변동하고, 하이브리드 자동차 또는 선박의 추진이 어려울 수가 있다. 본 논문에서는 리튬인산철 배터리 팩을 이용한 하이브리드 선박용 직류전원장치를 대상으로 배터리 셀의 돌발고장 순간에도 직류전원장치의 일정전압을 유지하면서 내부저항의 추정이 가능하고, 정상운전 중에는 OCV의 추정이 가능한 고 안전 BMS를 구현하고자 한다.

• 전기화학회지
• /
• 제8권4호
• /
• pp.168-171
• /
• 2005

The electrochemical properties of $LiFePO_4$ as a cathode for Li-ion batteries were improved by incorporating conductive carbon into the $LiFePO_4$. X-ray diffraction analysis and SEM observations revealed that the carbon-coated $LiFePO_4$ consisted of fine single crystalline particles, which were smaller than the bare $LiFePO_4$. The electrochemical performance of the carbon-coated $LiFePO_4$ was tested under various conditions. The carbon-coated $LiFePO_4$ showed much better performance in terms of the discharge capacity and cycling stability than the bare $LiFePO_4$. The improved electrochemical performances were found to be attributed to the reduced particle size and enhanced electrical conductivity of the $LiFePO_4$ by the carbon.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
• /
• 제32권3호
• /
• pp.836-840
• /
• 2011

This study examines the effects of a carbon coating on the electrochemical performances of $LiFePO_4$. The results show that the capacity of bare $LiFePO_4$ decreased sharply, whereas the $LiFePO_4$/C shows a well maintained initial capacity. The Li ion diffusivity of the bare and carbon coated $LiFePO_4$ is calculated using cyclic voltammetry (CV) to determine the correlation between the electrochemical performance of $LiFePO_4$ and Li diffusion. The diffusion constants for $LiFePO_4$ and $LiFePO_4$/C measured from CV are $6.56{\times}10^{-16}$ and $2.48{\times}10^{-15}\;cm^2\;s^{-1}$, respectively, indicating considerable increases in diffusivity after modifications. The Li ion diffusivity (DLi) values as a function of the lithium content in the cathode are estimated by electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The effects of the carbon coating as well as the mechanisms for the improved electrochemical performances after modification are discussed based on the diffusivity data.