• 한국세라믹학회지
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• 제47권6호
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• pp.638-642
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• 2010

The spinel material $Li_4Ti_5O_{12}$ has attracted considerable attention as an anode electrode material for many battery applications owing to its light weight and high energy density. However, the real capacity of $Li_4Ti_5O_{12}$ powder as determined by the solid-state method is lower than the ideal capacity. In this study, we investigated the effect of the dopants in M-doped spinel $Ba_xLi_{4-2x}Ti_5O_{12}$(x=0.005, 0.05, 0.1) powders prepared by the solid-state reaction method and used as the anode material in lithiumion batteries. The results confirmed the effect of the Ba and Sr dopants on the powder properties of the spinel $Li_4Ti_5O_{12}$, which exhibited a pure spinel structure without any secondary phase in its XRD pattern. Moreover, the electrochemical properties of the spinel M-LTO materials were investigated using a half cell. The electrochemical data show that cells with anodes made of undoped $Li_4Ti_5O_{12}$ and Ba- and Sr-doped $Li_4Ti_5O_{12}$ have discharge capacities of 97, 130, and 112 mAh/g, respectively, at the first cycle. Moreover, the Ba- and Sr-doped spinel $Li_4Ti_5O_{12}$ demonstrated good properties in the mid-voltage range at 1.55 V, showing stable cyclic voltammogram properties which surpassed those of the same material without Ba or Sr at 1 C after 100 cycles.

• 전기학회논문지P
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• 제63권1호
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• pp.34-39
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• 2014

In cognitive radios, secondary users can use the spectrum exclusively allocated to a primary wireless system if the secondary users detect the spectrum in idle states. Because the secondary users can utilize the idle state of the spectrum, the utilization rate of the spectrum can be improved. The idle states can be detected by using secondary users' sensing schemes. However, the wireless channel environment where secondary users perform the spectrum sensing is not very friendly to secondary users because the signal-to-noise ratio of the received primary signal is very low. Hence, cooperative sensing scheme where more than one secondary user take part in the spectrum sensing is generally used in cognitive radios. In this paper, we investigate the cooperative sensing performance for machine-to-machine communication devices operated by batteries with limited energy. In general, the energy consumed for the spectrum sensing increases as the length of the sensing period and the number of cooperative sensing nodes. Accordingly, even though the total amount of the consumed energy is the same, an energy allocation methodology how to distribute the energy to the sensing period and sensing nodes can achieve the optimum sensing performance, which is numerically analyzed.

• 전기학회논문지
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• 제67권12호
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• pp.1619-1625
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• 2018

Portable electronic devices secondary batteries can cause fire and explosion due to micro-current change in addition to the situation of short-circuit inrush current, safety can not be secured with a general operation limited current fuse. Therefore, in secondary battery, it is necessary for the protector to satisfy both the limit current type operation in the open-short-circuit inrush current and the current detection operation characteristic in the micro current change situation and for this operation, a fuse for the current detection type secondary battery protection circuit can be applied. The purpose of this study is to design a protection device that operates stably in the hazardous situation of small capacity secondary battery for portable electronic devices through the design of low melting fuse elements alloy of sensing type fuse and secures stability in abnormal current state. As a result of the experiment, I-T and V-T operation characteristics are satisfied in a the design of the alloy of the current sensing type self-contained low melting point fuse and the resistance of the heating resistor. It is confirmed that it can prevent accidents of short circuit over-current and micro current change of secondary battery.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권9호
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• pp.326-332
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• 2018

현재 우리나라는 친환경 및 원전비중 축소라는 에너지 정책의 큰 변화에 직면하고 있다. 그러나 에너지 정책 변화에 따라 폭발적 증가가 예상되는 전기차 배터리 및 에너지저장시스템 등 중대형 이차전지의 폐기물 사후관리체계 및 관련 정책은 매우 미비한 상태이다. 따라서 본 연구는 국내에서 폭발적인 증가가 예상되는 중대형 리튬이온전지의 철거량을 추정해보고, 중대형 이차전지 재활용 산업의 경제성 분석을 실시하고자 한다. 이를 토대로 국내 중대형 이차전지 재활용 산업의 수익성 분석 및 관련 재활용 산업의 활성화를 위한 정책적 대안을 모색하고자 한다. 연구 분석 결과 국내 중대형 리튬이온전지 재활용 사업의 경우 B/C 비율이 1.06으로 편익이 그 비용보다 높아 사업의 경제성이 존재하는 것으로 분석되었다. 동 사업의 경제성이 높고, 현재 국내에 중대형 이차전지 재활용 관련 부분적 원천기술 및 응용기술이 확보되어 있음에도 불구하고 산업 활성화가 되지 않는 이유는 중대형 이차전지 재활용의 법제화가 이루어지지 않아 국내 수요가 낮기 때문인 것으로 분석된다. 따라서 본 연구에서는 생산자책임재활용 제도의 의무대상 품목에 리튬이차전지를 추가하여, 중대형 이차전지 재활용의 국내 수요 확대를 통한 산업 활성화 방안을 제시하였다.

• 전기화학회지
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• 제12권2호
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• pp.155-161
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• 2009

리튬 2차전지는 휴대용 전자기기의 전원으로 사용되어 왔다. 최근 하이브리드 자동차, 전기자동차의 에너지 저장매체로써 적용으로 인해 시장 확대가 기대되고 있다. 양극 활물질은 리튬2차전지의 성능, 수명, 용량을 결정하는 물질이며, 급증하는 시장의 수요에 따라 양극 활물질을 대량으로 생산할 수 있는 기술을 개발하는 것이 시급하다. 본 연구에서 실제 양극 활물질($LiCoO_2$) 생산라인에서 가동 중인 소성로를 3D 모델링하였고, 수치적 해석을 통해 소성로 내부의 온도와 유동의 방향, 화학적 거동을 밝혀내었다. 결과로써, 생산량 증가로 인해 소성로에서 생성되는 $CO_2$ 농도가 증가하며 정체되는 지점을 확인하였고, TGA-DSC 실험을 통해 $CO_2$가 몰분율 15%이상에선 $LiCoO_2$의 적절한 형성에 영향을 주는 현상을 확인하였다. 또한 소성로의 형상변화와 공정조건의 변화를 통해 문제되는 $CO_2$를 원활히 배출할 수 있는 해결책을 제안하였다.

• 청정기술
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• 제27권1호
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• pp.33-38
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• 2021

리튬계 이차전지의 수요는 휴대전화 및 전기자동차 등의 관련 산업의 폭발적인 성장과 더불어 크게 증가하고 있으며, 한국은 전 세계 이차전지 사업의 40%를 점유하는 리튬 이차전지 제조 강국이다. 폐기된 리튬 이차전지의 경우 대부분은 스크랩 형태로 유가금속 회수 차원에서 재활용되고 있으나, 코발트와 니켈 등 유가금속 회수 후 폐액은 잔류 리튬 농도에 따라 일부 폐기되고 있으며, 제조 공정 시 발생하는 폐액에 관한 연구는 전무하다. 뿐만 아니라 리튬 이온 농도에 의한 수계 오염 가능성에 관한 연구는 시도되지 않았으며 해마다 공공하수처리시설의 방류수 수질기준은 엄격해지고 있다. 본 연구에서는 고성능 장시간 목적으로 사용되는 고니켈계 NCM 양극재 제조 공정에서 전극 코팅을 위한 공정에서 발생하는 폐액에 대하여 분석하고, 폐액 처리공정에 대한 과정을 제시하였다. 제안한 제조 공정 폐액 처리 공정별 리튬 이온의 농도 및 pH 영향에 따른 수질오염 척도인 생태독성과의 연관성에 대하여 수질검사와 함께 물벼룩 생태독성 시험을 통해 상관관계를 분석하였다. 또한, 다른 산업군의 생태독성 시험과의 비교를 통해 향후 리튬 공장 폐액에 대한 현실적인 처리 방안에 대하여 서술하였다.

• 전기화학회지
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• 제8권4호
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• pp.168-171
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• 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.

• 전력전자학회논문지
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• 제11권6호
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• pp.558-562
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• 2006

현대사회에서 축전지라 불리우는 2차 전지는 그 용도가 중요하지만, 비선형적이고 다양한 파라메타에 따른 복잡한 특성 때문에 그 사용법에 있어서 발전에 제한을 받아왔다. 각 축전지 셀의 건강상태(SOH)를 실시간으로 정확히 파악하는 것은 장비의 안정된 운전과 원활한 관리를 위하여 필수적이다. 본 논문에서는 축전지의 내부컨덕턴스를 측정하는 간접적인 방법에 의하여 장비의 운전이나 축전지의 수명에 영향을 주지 않고 납축전지의 건강상태(SOH)를 실시간으로 진단하는 방법을 제시하고, 실제로 120개의 납축전지에 대한 컨덕턴스 자료에 의하여 건강상태를 진단하고 교체시기를 판단한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2014년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.191-192
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• 2014

Multiple output converters (MOCs) are widely used for applications which require various levels of the output voltages due to their benefits in cost, volume, and efficiency. However, most of the MOCs developed so far can regulate only one output tightly and require as many secondary windings in the transformer as the number of the outputs. In this paper, a novel Time Division Multiple Control (TDMC) method to regulate all the outputs in high precision is proposed and applied for the multiple output battery charger based on the phase shift full bridge topology to charge a multiple number of batteries at one time. The proposed converter can charge three different kinds of batteries or same kind of batteries in different state of charges (SOCs) by using constant current/constant voltage (CC/CV) charge mode independently. At the same time it can provide an even degree of tight regulation for each output to satisfy the strict ripple requirement of the battery. The validity and feasibility of the proposed method are verified through the experiments.

• Journal of Industrial and Engineering Chemistry
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• 제68권
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• pp.180-186
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• 2018

We report the discovery of Li-rich $Li_{1+x}[(Ni_{0.225}Co_{0.15}Mn_{0.625})_{1-y}V_y]O_2$ as a cathode material for rechargeable lithium-ion batteries in which a small amount of tetravalent vanadium ($V^{4+}$) is selectively and completely incorporated into the manganese sites in the lattice structure. The unwanted oxidation of vanadium to form a $V_2O_5-like$ secondary phase during high-temperature crystallization is prevented by uniformly dispersing the vanadium ions in coprecipitated $[(Ni_{0.225}Co_{0.15}Mn_{0.625})_{1-y}V_y](OH)_2$ particles. Upon doping with $V^{4+}$ ions, the initial discharge capacity (>$275mA\;h\;g^{-1}$), capacity retention, and voltage decay characteristics of the Li-rich layered oxides are improved significantly in comparison with those of the conventional undoped counterpart.