최근 전력 계통에 사용되는 주파수 조정용(F/R) 에너지 저장장치에 대하여 높은 에너지 밀도와 장수명의 안정성에 대한 요구가 증대되고 있다. 이와 관련하여 슈퍼커패시터는 장수명과 급속 충방전 특성이 우수하므로 이러한 F/R 적용을 위한 에너지 저장장치로 적합하게 여겨지고 있다. 슈퍼커패시터는 단주기 F/R 영역의 보완 운전을 담당하고 전력계통에 설치된 ESS의 장주기 운영 수명을 연장함으로써 기존 용량을 담당하는 리튬 배터리의 설치 규모와 양을 획기적으로 줄일 수 있다. 하지만 낮은 에너지 밀도는 전력 계통과 같은 큰 시스템에서 적용에 한계가 있으며 여전히 배터리를 대체할 수 있는 높은 에너지 밀도 요구에 어려움을 겪고 있다. 그러나 최근에는 리튬이온커패시터(Lithium ion capacitor; LIC) 구조가 3.8 V 이상의 전압 구간을 구현할 수 있기 때문에 전기이중층 커패시터(Electric double layer capacitor; EDLC) 구조보다 고에너지 밀도 구현을 위한 구조로 각광을 받고 있지만 여전히 상용화를 위해서는 여러가지 전기화학적 성능에 대한 구체적인 검증 및 개발이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 LIC의 에너지 밀도와 관계되는 용량을 증대하기 위하여 새로운 전극사전-도핑 방법을 설계하였다. 양극 활물질은 0.1% 이하의 상대습도 분위기 드라이룸에서 기계적 강도와 음극 도핑을 안정되게 수행될 수 있도록 $100{\mu}m$의 두께로 제작되었다. 또한 접촉 저항을 최소화하기 위하여 제조된 전극은 상온에서 $65^{\circ}C$까지 열 압축공정을 실시하였다. 최종적으로 LIC 구조에 대한 다양한 사전-도핑법을 설계하고 그 메커니즘을 분석하여 용량과 전기화학적 안정성이 향상된 새로운 LIC 사전-도핑 방법을 제안하였다.
최근 전력 계통에 사용되는 주파수 조정용(F/R) 에너지 저장장치에 대하여 높은 에너지 밀도와 장수명의 안정성에 대한 요구가 증대되고 있다. 이와 관련하여 슈퍼커패시터는 장수명과 급속 충방전 특성이 우수하므로 이러한 F/R 적용을 위한 에너지 저장장치로 적합하게 여겨지고 있다. 슈퍼커패시터는 단주기 F/R 영역의 보완 운전을 담당하고 전력계통에 설치된 ESS의 장주기 운영 수명을 연장함으로써 기존 용량을 담당하는 리튬 배터리의 설치 규모와 양을 획기적으로 줄일 수 있다. 하지만 낮은 에너지 밀도는 전력 계통과 같은 큰 시스템에서 적용에 한계가 있으며 여전히 배터리를 대체할 수 있는 높은 에너지 밀도 요구에 어려움을 겪고 있다. 그러나 최근에는 리튬이온 커패시터(Lithium ion capacitor; LIC) 구조가 3.8 V 이상의 전압 구간을 구현할 수 있기 때문에 전기이중층 커패시터(Electric double layer capacitor; EDLC) 구조보다 고에너지 밀도 구현을 위한 구조로 각광을 받고 있지만 여전히 상용화를 위해서는 여러가지 전기화학적 성능에 대한 구체적인 검증 및 개발이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 LIC의 에너지 밀도와 관계되는 용량을 증대하기 위하여 새로운 전극사전-도핑 방법을 설계하였다. 양극 활물질은 0.1% 이하의 상대습도 분위기 드라이룸에서 기계적 강도와 음극 도핑을 안정되게 수행될 수 있도록 $100{\mu}m$의 두께로 제작되었다. 또한 접촉 저항을 최소화하기 위하여 제조된 전극은 상온에서 $65^{\circ}C$까지 열 압축공정을 실시하였다. 최종적으로 LIC 구조에 대한 다양한 사전-도핑법을 설계하고 그 메커니즘을 분석하여 용량과 전기화학적 안정성이 향상된 새로운 LIC 사전-도핑 방법을 제안하였다.
Recently, demand for high energy density and long cycling stability of energy storage system has increased for application using with frequency regulation (F/R) in power grid. Supercapacitor have long lifetime and high charge and discharge rate, it is very adaptable to apply a frequency regulation i...
Recently, demand for high energy density and long cycling stability of energy storage system has increased for application using with frequency regulation (F/R) in power grid. Supercapacitor have long lifetime and high charge and discharge rate, it is very adaptable to apply a frequency regulation in power grid. Supercapacitor can complement batteries to reduce the size and installation of batteries. Because their utilization in a system can potentially eliminate the need for short-term frequent replacement as required by batteries, hence, saving the resources invested in the upkeep of the whole system or extension of lifecycle of batteries in the long run of power grid. However, low energy density in supercapacitor is critical weakness to utilization for huge energy storage system of power grid. So, it is still far from being able to replace batteries and struggle in meeting the demand for a high energy density. But, today, LIC (Lithium Ion Capacitor) considered as an attractive structure to improve energy density much more than EDLC (Electric double layer capacitor) because LIC has high voltage range up to 3.8 V. But, many aspects of the electrochemical performance of LIC still need to be examined closely in order to apply for commercial use. In this study, in order to improve the capacitance of LIC related with energy density, we designed new method of pre-doping in anode electrode. The electrode in cathode were fabricated in dry room which has a relative humidity under 0.1% and constant electrode thickness over $100{\mu}m$ was manufactured for stable mechanical strength and anode doping. To minimize of contact resistance, fabricated electrode was conducted hot compression process from room temperature to $65^{\circ}C$. We designed various pre-doping method for LIC structure and analyzing the doping mechanism issues. Finally, we suggest new pre-doping method to improve the capacitance and electrochemical stability for LIC.
Recently, demand for high energy density and long cycling stability of energy storage system has increased for application using with frequency regulation (F/R) in power grid. Supercapacitor have long lifetime and high charge and discharge rate, it is very adaptable to apply a frequency regulation in power grid. Supercapacitor can complement batteries to reduce the size and installation of batteries. Because their utilization in a system can potentially eliminate the need for short-term frequent replacement as required by batteries, hence, saving the resources invested in the upkeep of the whole system or extension of lifecycle of batteries in the long run of power grid. However, low energy density in supercapacitor is critical weakness to utilization for huge energy storage system of power grid. So, it is still far from being able to replace batteries and struggle in meeting the demand for a high energy density. But, today, LIC (Lithium Ion Capacitor) considered as an attractive structure to improve energy density much more than EDLC (Electric double layer capacitor) because LIC has high voltage range up to 3.8 V. But, many aspects of the electrochemical performance of LIC still need to be examined closely in order to apply for commercial use. In this study, in order to improve the capacitance of LIC related with energy density, we designed new method of pre-doping in anode electrode. The electrode in cathode were fabricated in dry room which has a relative humidity under 0.1% and constant electrode thickness over $100{\mu}m$ was manufactured for stable mechanical strength and anode doping. To minimize of contact resistance, fabricated electrode was conducted hot compression process from room temperature to $65^{\circ}C$. We designed various pre-doping method for LIC structure and analyzing the doping mechanism issues. Finally, we suggest new pre-doping method to improve the capacitance and electrochemical stability for LIC.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
본 연구에서는 양극의 전극 용량에 따라서 전체적인 커패시터의 용량(Capacitance)이 정해지는 고유의 LIC 거동에 따라 슈퍼커패시터의 최대 비표면적을 구현할 수 있도록 양극 활물질에 다공질의 그래핀 기반 나노 구조체를 적용하고 향상된 물성 및 성능을 가지는 전극 소자를 제작하였다. 구현된 전극물질의 구조 분석을 실시하여 비대칭형 리튬이온 커패시터(LIC)의 전기화학적 성능을 향상시키는 리튬산화물 사전-도핑법 개발을 통해 리튬 이온 도핑의 안정성을 개선하고 에너지 밀도와 직접 관계되는 용량을 증대하기 위한 종합적인 모델을 제시하고자 하였다.
본 논문에서는 다양한 리튬이온 커패시터의 도핑 시나리오에 따른 전극 및 분리막을 설계하였고 이에 대한 미세구조, 용량 및 임피던스, 수명안정성 비교 분석을 통하여 성능 기여에 주요 한 인자를 확인하였다. 주요 연구결과를 요약하면 다음과 같다.
리튬이온 커패시터에서의 용량 구현은 리튬의 삽입 및 탈리 반응을 위한 리튬 사전-도핑 공정이 반드시 필요하게 되며 이는 LIC 성능에 직결되는 주요한 공정 중 하나이다. 본 연구에서는 LIC 용량구현에 있어 Li 도핑 방식에 따라 Capacitance 성능 차이를 알아보기 위하여 Table 1과 같이 다양한 도핑 구조를 설계하였다. 초기 Li 도핑 소스를 주입하고자 [A] 전해액을 이용하여 Li을 음극에 사전-도핑하는 방식, [B] 양극에 Li 산화물을 코팅하는 방식, [C] 분리막에 Li 산화물을 코팅하는 방식, [D] Li 산화물을 양극 활물질 소재와 혼합하는 방식을 이용하였다.
본 연구에서는 양극의 전극 용량에 따라서 전체적인 커패시터의 용량(Capacitance)이 정해지는 고유의 LIC 거동에 따라 슈퍼커패시터의 최대 비표면적을 구현할 수 있도록 양극 활물질에 다공질의 그래핀 기반 나노 구조체를 적용하고 향상된 물성 및 성능을 가지는 전극 소자를 제작하였다. 구현된 전극물질의 구조 분석을 실시하여 비대칭형 리튬이온 커패시터(LIC)의 전기화학적 성능을 향상시키는 리튬산화물 사전-도핑법 개발을 통해 리튬 이온 도핑의 안정성을 개선하고 에너지 밀도와 직접 관계되는 용량을 증대하기 위한 종합적인 모델을 제시하고자 하였다.
제안 방법
(1) LIC 용량 향상을 위한 사전-도핑 방법 개발을 위해 전해액, 양극 및 분리막의 리튬 소스 이동 경로에 따른 다양한 도핑 설계안을 제안하였다.
가장 높은 초기 용량을 보여준 분리막 도핑 구조(Ctype)에 대하여 Fig 7에서와 같이 0.5~4C 조건에서 cycle retention을 평가하였다. 300 cycle 진행 시 최종 85% cycle retention을 보여 주었으며 이는 분리막에 리튬산화물이 코팅된 구조가 충방전 시간에 따라 내부 쇼트나 비가역적 용량이 크지 않고 상대적으로 안정된 초기 가역적 전기화학적 성능을 확인할 수 있었다.
리튬 도핑 소스 제공 이후에 남겨져 성능을 저하시키는 부산물을 분리막의 절연특성 강화에 사용함으로써 도핑 효율이 두드러지게 향상될 수 있으며 도핑에 의한 우수한 초기 성능 특성 구현을 확인하였다. 다음으로 가장 낮은 임피던스를 보여주었던 C, D 방식에 대하여 충방전 안정성을 확인하기 위하여 2C rate에 따른 초기 성능을 평가하였다.
다음으로 각 도핑 방식에 따른 임피던스를 평가하여 그 결과를 비교하였다 [Fig. 5 참고]. 평가 결과 각 도핑 제어방식에 따라 전극에 전체적인 저항으로 AC Equivalent Series Resistance (ESR)로 대변되는 내부저항 값이 크게 변화됨을 확인할 수 있었다.
도핑 방식에 따른 LIC의 비정전용량에 대하여 평가하였다. 평가는 각 조건에서 동일하게 제작된 3개의 샘플을 이용하여 편차와 평균값을 도식화하였다.
리튬 전해질을 통하여 도핑하는 방식은 추가 리튬 소스 없이 초기 도핑 공정으로만 용량을 평가하였으며 그 외 방식에서는 추가 Li 소스를 제공할 목적으로 전극 슬러리 공정에서 리튬산화물을 포함하여 제조되었다. 또한 리튬 도핑양에 의한 영향을 최소화하기 위하여 A type을 제외한 B, C, D는 리튬 산화물의 양을 17 wt%로 고정하여 샘플을 제작하였다.
리튬 전해질을 통하여 도핑하는 방식은 추가 리튬 소스 없이 초기 도핑 공정으로만 용량을 평가하였으며 그 외 방식에서는 추가 Li 소스를 제공할 목적으로 전극 슬러리 공정에서 리튬산화물을 포함하여 제조되었다. 또한 리튬 도핑양에 의한 영향을 최소화하기 위하여 A type을 제외한 B, C, D는 리튬 산화물의 양을 17 wt%로 고정하여 샘플을 제작하였다.
산화 분리막이 적용된 리튬이온 커패시터의 성능을 평가하기 위하여 CC 모드(Constant Current Mode)와 CC–CV 모드(Constant Current–Constant Voltage Mode)를 적용하였으며 정전류 상태에서 3.8 V까지 충전되며 CC–CV 모드에서 3.8 V 일정 전압으로 유지되어 이후 2.2 V까지 정전류 조건으로 방전되는 조건으로 측정하였다.
자체 제작된 다공성의 구겨진 그래핀(Crumpled Graphene) 기반 나노 재료가 양극 활물질 소재로 사용되었으며 음극 전극은 흑연(Graphite)을 이용하여 초기 높은 전위차에 의해 분해된 리튬이 도핑이 되도록 LIC를 구성하였다. 양극 소재 제조방법은 일반적으로 일정비율의 활물질 분말과 결합재를 용매에 분산시켜 슬러리(Slurry) 상태로 만들어 금속 호일(Foil) 위에 도포(Coating)하여 제조하는 슬러리 코팅 방식을 사용하여 제조하였으며 직경 12 mm 로펀치 하고, 1.3 M LiPF6 in EC/DMC =3:7의 유기계 전해액을 사용하여 2032 코인셀로 조립하여 평가를 진행하였다. 분리막은 Ion porous cellulose type을 적용하였으며 집전체와 나노 전극 재료간의 기계적 접착을 위해 바인더는 PVDF를 사용하였고 최종 전극은 상대습도 0.
자체 제작된 다공성의 구겨진 그래핀(Crumpled Graphene) 기반 나노 재료가 양극 활물질 소재로 사용되었으며 음극 전극은 흑연(Graphite)을 이용하여 초기 높은 전위차에 의해 분해된 리튬이 도핑이 되도록 LIC를 구성하였다. 양극 소재 제조방법은 일반적으로 일정비율의 활물질 분말과 결합재를 용매에 분산시켜 슬러리(Slurry) 상태로 만들어 금속 호일(Foil) 위에 도포(Coating)하여 제조하는 슬러리 코팅 방식을 사용하여 제조하였으며 직경 12 mm 로펀치 하고, 1.
전극의 두께 편차의 영향을 최소화하고 기계적인 강도를 유지하기 위하여 100 μm로 균일하게 제작되었으며 접촉 저항을 최소화하기 위하여 65℃에서 2 roll-press로라미네이션하여 열압축 공정을 수행하였다.
전기 화학적 특성을 평가 하기 위하여 Auto Lab(PGSTAT100)을 사용하여 2.2∼3.8 V 영역에서 LIC 거동을 평가하였으며 임피던스 FRA (Frequency Response Analysis)는 10 mHz ∼ 100 kHz의 주파수 범위에서 10 mV의 진폭으로 측정하였다.
제작된 전기화학셀의 충방전 거동 중에 리튬 산화물 추가 주입에 따른 상세 내부 반응을 파악하기 위하여 초기 도핑 공정 전후에 도핑부분의 미세구조 사진을 주사전자현미경(SEM) 사진을 통하여 관찰하였다.
본 연구에서는 LIC 용량구현에 있어 Li 도핑 방식에 따라 Capacitance 성능 차이를 알아보기 위하여 Table 1과 같이 다양한 도핑 구조를 설계하였다. 초기 Li 도핑 소스를 주입하고자 [A] 전해액을 이용하여 Li을 음극에 사전-도핑하는 방식, [B] 양극에 Li 산화물을 코팅하는 방식, [C] 분리막에 Li 산화물을 코팅하는 방식, [D] Li 산화물을 양극 활물질 소재와 혼합하는 방식을 이용하였다. Fig.
도핑 방식에 따른 LIC의 비정전용량에 대하여 평가하였다. 평가는 각 조건에서 동일하게 제작된 3개의 샘플을 이용하여 편차와 평균값을 도식화하였다. 평가 결과 Fig.
대상 데이터
제조된 슬러리는 진공오븐에서 100℃로 24시간 이상 진공 건조 후에 최종 전극제조 조립에 사용되었다. 도핑에 사용되는 리튬 산화물은 초기 도핑공정이후에는 더 이상 Li 이온화 반응이 일어나지 않는 상업용 LNO (Lithium Nickel Oxide)를 이용하였다.
3 M LiPF6 in EC/DMC =3:7의 유기계 전해액을 사용하여 2032 코인셀로 조립하여 평가를 진행하였다. 분리막은 Ion porous cellulose type을 적용하였으며 집전체와 나노 전극 재료간의 기계적 접착을 위해 바인더는 PVDF를 사용하였고 최종 전극은 상대습도 0.1% 이내의 드라이룸에서 제조되었다. 전극의 두께 편차의 영향을 최소화하고 기계적인 강도를 유지하기 위하여 100 μm로 균일하게 제작되었으며 접촉 저항을 최소화하기 위하여 65℃에서 2 roll-press로라미네이션하여 열압축 공정을 수행하였다.
성능/효과
(2) LNO (Lithium Nickel Oxide) 적용한 LIC 분리막 충방전 전후 표면 미세구조 및 용량 분석을 통하여 Li 이온이 충분히 도핑됨을 확인하였다.
(3) 분리막을 이용하여 도핑을 진행한 LIC는 가장 낮은 임피던스를 보여 주었으며 이는 도핑 이후 전기 전도도를 저해하는 부산물의 영향을 최소화함으로써 기인된 결과로 사료된다.
(4) 리튬공급원으로 분리막을 이용한 사전-도핑 방법에서는 초기 또는 이후 지속적인 작동전위 하에서도 양극 및 음극 전극이 전기적인 단락이 이루어지지 않으며 300 cycle 이후에도 안정적인 용량 기여를 보여 주었다.
5~4C 조건에서 cycle retention을 평가하였다. 300 cycle 진행 시 최종 85% cycle retention을 보여 주었으며 이는 분리막에 리튬산화물이 코팅된 구조가 충방전 시간에 따라 내부 쇼트나 비가역적 용량이 크지 않고 상대적으로 안정된 초기 가역적 전기화학적 성능을 확인할 수 있었다.
결과적으로 분리막을 코팅하는 경우가 가장 전극의 내부저항을 줄이는데 효율적임을 확인할 수 있었으며 도핑 이후의 절연 부산물이 임피던스에 영향을 미치는 인자임을 확인할 수 있었다.
결과적으로 제작된 C type방식의 리튬 산화 분리막은 이온의 격리, 분리뿐만 아니라 Li 이온의 도핑 소스를 제공하는 역할까지 포함하는 구조로 초기 또는 이후 지속적인 작동전위 하에서도 양극 및 음극 전극이 전기적인 단락이 이루어지지 않도록 설계되었음을 알 수 있었다.
최종적으로 리튬산화물을 양극 및 전해질을 통해 도핑하는 방식보다는 분리막에 도핑함으로써 전극 도핑 중에 일어날 수 있는 전극 손상을 원천적으로 막을 수 있음을 확인하였다. 리튬 도핑 소스 제공 이후에 남겨져 성능을 저하시키는 부산물을 분리막의 절연특성 강화에 사용함으로써 도핑 효율이 두드러지게 향상될 수 있으며 도핑에 의한 우수한 초기 성능 특성 구현을 확인하였다. 다음으로 가장 낮은 임피던스를 보여주었던 C, D 방식에 대하여 충방전 안정성을 확인하기 위하여 2C rate에 따른 초기 성능을 평가하였다.
최종적으로 리튬산화물을 양극 및 전해질을 통해 도핑하는 방식보다는 분리막에 도핑함으로써 전극 도핑 중에 일어날 수 있는 전극 손상을 원천적으로 막을 수 있음을 확인하였다. 리튬 도핑 소스 제공 이후에 남겨져 성능을 저하시키는 부산물을 분리막의 절연특성 강화에 사용함으로써 도핑 효율이 두드러지게 향상될 수 있으며 도핑에 의한 우수한 초기 성능 특성 구현을 확인하였다.
특히 도핑 전 분리막을 구성하고 있는 리튬산화물이 반응 이후 대다수 분해됨을 확인함으로써 도핑 중 Li 이온소스를 제공하고 이후에 남겨져 성능을 저하시키는 니켈 산화물(Nickel Oxide)과 같은 산화 부산물을 분리막의 절연특성 강화에 사용할 수 있는 구조의 가능성을 주사전자 현미경을 통해 확인할 수 있었다.
평가 결과 Fig. 2에서 확인할 수 있듯이 전해액 도핑에서는 리튬 도핑이나 부산물에 의한 분리막의 형상 변화가 거의 없는 것을 확인하였으나 분리막에 리튬산화물이 포함된 경우에는 반응 이후에 잔여 부산물이 분리막 전체를 덮고 있는 것을 확인하였다. 이는 도핑 Li 소스의 농도와 위치에 따라 분리막의 표면 구조에 직접적인 영향을 준 결과로 사료된다.
평가는 각 조건에서 동일하게 제작된 3개의 샘플을 이용하여 편차와 평균값을 도식화하였다. 평가 결과 Fig. 3에서 확인할 수 있듯이 리튬 산화물이 분리막 전극에 적용된 LIC에서 가장 높은 비정전용량을 보여 주었다. 하지만 동일한 wt%의 리튬 산화물을 사용하였음에도 불구하고 전극 표면코팅 방식은 현저하게 낮은 비정전용량을 보여 주었으며 분리막에 리튬 산화물 구성하여 도핑을 진행한 결과에서는 리튬산화물을 혼합하는 경우보다 2배 이상의 높은 용량 차이를 확인 할 수 있었다.
평가 결과 Fig. 6에서도 확인 할 수 있듯이 분리막을 도핑 소스로 사용한 경우가 97.8%로 혼합한 경우보다 92.3%로 높은 초기 용량 안정성을 보여 주었다.
5 참고]. 평가 결과 각 도핑 제어방식에 따라 전극에 전체적인 저항으로 AC Equivalent Series Resistance (ESR)로 대변되는 내부저항 값이 크게 변화됨을 확인할 수 있었다. 이 값은 고주파의 저항 영역 이후의 중간 주파수 영역으로 기울기가 45도인 직선으로 나타나는 영역의 저항값이며 기본적으로 저항과 커패시터의 병렬 연결부로 모델링 되는 부분으로, 확산 효과가 더해진 영역의 저항 결과이다.
3에서 확인할 수 있듯이 리튬 산화물이 분리막 전극에 적용된 LIC에서 가장 높은 비정전용량을 보여 주었다. 하지만 동일한 wt%의 리튬 산화물을 사용하였음에도 불구하고 전극 표면코팅 방식은 현저하게 낮은 비정전용량을 보여 주었으며 분리막에 리튬 산화물 구성하여 도핑을 진행한 결과에서는 리튬산화물을 혼합하는 경우보다 2배 이상의 높은 용량 차이를 확인 할 수 있었다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
비대칭형 커패시터 중 하나인 리튬이온 커패시터의 현재의 한계점은 무엇인가?
8 V까지 높은 전압을 구현할 수 있고고속 충방전이 가능하고 장수명을 유지할 수 있어 최근 획기적으로 에너지 밀도를 증가시킬 수 있는 현실적인 대안으로 각광을 받고 있다 [3]. 하지만 초기 성능을 결정하는 이온 도핑 공정이 불안정하여 용량 및 그 외 전기화학적 성능구현에 큰 제약요소가 되었다 [4][5].
본 연구에서 비대칭형 리튬이온커패시터(LIC)의 전기화학적 성능을 향상하기 위해 고안한 것 무엇인가?
본 연구에서는 양극의 전극 용량에 따라서 전체적인 커패시터의 용량(Capacitance)이 정해지는 고유의 LIC 거동에따라 슈퍼커패시터의 최대 비표면적을 구현할 수 있도록 양극 활물질에 다공질의 그래핀 기반 나노 구조체를 적용하고향상된 물성 및 성능을 가지는 전극 소자를 제작하였다. 구현된 전극물질의 구조 분석을 실시하여 비대칭형 리튬이온커패시터(LIC)의 전기화학적 성능을 향상시키는 리튬산화물사전-도핑법 개발을 통해 리튬 이온 도핑의 안정성을 개선하고 에너지 밀도와 직접 관계되는 용량을 증대하기 위한종합적인 모델을 제시하고자 하였다.
슈퍼커패시터는 어떻게 분류될 수 있는가?
그러나슈퍼커패시터의 낮은 에너지 밀도는 아직도 이러한 ESS 산업적 적용에 큰 제약 사항으로 남아있다. 슈퍼커패시터는크게 전기이중층 커패시터, 슈도 커패시터, 비대칭형 커패시터로 나눌 수 있으며 특히 비대칭형 커패시터 중 하나인 리튬이온 커패시터는 3.8 V까지 높은 전압을 구현할 수 있고고속 충방전이 가능하고 장수명을 유지할 수 있어 최근 획기적으로 에너지 밀도를 증가시킬 수 있는 현실적인 대안으로 각광을 받고 있다 [3].
참고문헌 (5)
Rui Esteves Araujo et al, "Combined Sizing and Energy Management in EVs with Batteries and Supercapacitors," IEEE Tran. on Vehicular Tech., Vol.63, No.7, pp.3062-3076, Sep., 2014.
Zaharaddeen S., et al., "A Brief Review on Electrode Materials for Supercapacitor," Int. J. Electrochem. Science, Vol.11, pp.10628-10643, Nov., 2016
Masatoshi Uno et al, "Accelerated Charge-Discharge Cycling Test and Cycle Life Prediction Model for Supercapacitors in Alternative Battery Applications," IEEE Tran. on Industrial Electron., Vol.59, No.12, pp.4704-4712, Dec., 2012.
Bing Li, et al, "Electrode Materials, Electrolytes, and Challenges in Nonaqueous Lithium-Ion Capacitors," Advanced Material, Vol.30, 2018.
AI-Helper
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.