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NTIS 바로가기전기전자재료학회논문지 = Journal of the Korean institute of electronic material engineers, v.32 no.1, 2019년, pp.58 - 63
송정용 (인하대학교 전기공학과) , 허창수 (인하대학교 전기공학과)
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...
핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
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각형 배터리의 열 폭주 현상의 이유는 무엇인가? | 특히 각형 배터리 팩에서 사양을 벗어나는 과전류나 단락 전류는 전지 내압의 상승보다는 가열 속도가 급격하여 자기발열반응이 일어나며 동시에 고온 상태에 이르러 열폭주 현상이 일어난다. 즉, 전지 내부에서 순차적으로 음극에 의한 전해액의 환원 반응 이후 열분해반응, 양극 표면에서의 전해액의 산화반응으로 진행되고 나아가서 130~150℃ 부근에서 음극의 열분해 및 양극의 열분해반응으로 발연, 발화가 이루어 지며 다수의 배터리 팩에서는 연쇄 폭발까지 나타날 수 있다. 이러한 과전류 특성은 사용한 리튬계 배터리의 활물질과 전해질, 분리막 특성 및 제조 특성에 따라 다르며 배터리 내부의 안전 소자 동작 영역을 최대 마진으로 고려하여 차단하고 보호하여야 한다. | |
리튬 배터리가 현재 휴대용 제품과 더불어 다양한 분야에 적용되고 있는 이유는 무엇인가? | 리튬 배터리는 높은 에너지 밀도, 낮은 자가 방전율, 긴 수명 등의 장점 때문에 현재 휴대용 제품은 물론 친환경 자동차, 신재생에너지 전력망에 적용되는 에너지 저장 장치(energy storage system, ESS) 등 각 응용 분야에 적용되고 있다. 응용 분야별 배터리 팩은 과충전, 과방전, 고온 환경 등의 안전성을 고려하여 여러 가지 보호 기능이 기본적으로 구현되어 있는 배터리 관리 장치(battery management system, BMS)를 적용한다 [1,2]. | |
소형 LCO 리튬 배터리의 전지 발화의 원인은 무엇인가? | 소형 LCO 리튬 배터리는 고온 환경이나 과충전, 과전류 등에 의해 전지 온도가 상승하게 되면 만충전상태에 있는 양극활물질 Li0.5CoO2와 CoO2가 열역학적으로 안정한 상태를 가지고자 분해 산소를 급격하게 방출하고 온도 상승된 전지는 내부 전해액 용매를 기화시켜 전지 내부에 채워지게 되는데, 이는 양극에서 발생 된 산소와 전해액에서 발생된 유기용매 가스가 반응하여 전지의 발화를 유발한다. 또한 대형 리튬 배터리에 서는 고온 사이클 특성 및 저온 출력 향상, 용량, 스웰링 특성 등을 개선하기 위하여 음극의 표면에 형성되는 고체 전해질 피막(solid electrolyte interphase, SEI)을 견고하게 형성하고 프로필렌 카보네이트에 다양한 첨가제를 넣어 전해질을 선택하는데, 장기간 사용 환경에 따라 노화된 전극층의 내부 저항이 높아져 국부적 반응으로 이어지고 나아가서 리튬 금속의 석출, 용해 과정이 반복되면서 덴드라이트까지 발생하여 내부 단 락까지 일어날 수 있다. |
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오픈액세스 학술지에 출판된 논문
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