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유승민(Seungmin Yoo) 한국산학기술학회 2021 한국산학기술학회논문지 Vol.22 No.2
리튬이차전지는 매우 우수한 차세대 에너지 저장장치이다. 하지만, 전해액 내에 존재하는 미량의 수분과 리튬염의 분해에 의해 충방전이 진행됨에 따라 용량이 감소하게 되고, 고온인 경우 이 현상은 더욱 악화된다. 많은 연구자들이 싸이클 성능향상을 위한 연구는 활발히 진행되고 있지만, 근본적인 문제인 수분 및 HF를 제거하는 연구는 많이 진행되고 있지 않다. 본 연구에서는 이를 해결하기위해, 수분 및 HF가 흡착이 가능한 실란계 물질을 분리막에 도입하였다. 우선 아미노실란(APTES, 3-Aminopropyltriethoxysilane)이 코팅된 실리카를 제조 후 에폭시 실란(GPTMS, (3-Glycidyloxypropyl)trimethoxysilane)과 반응을 시켜 표면에 실란이 위치한 실리카를 합성하였다. 실란이 코팅된 세라믹 코팅층을 다공성 폴리에틸렌에 코팅을 하여 세라믹 코팅된 분리막을 제조하였다. FT-IR, TEM을 이용하여 실란이 코팅된 세라믹층의 성분분석, 형상분석을 실시하였으며, 분리막의 세라믹층을 확인하기위해 SEM 분석을 실시하였다. 또한, 제조된 분리막의 60 ℃ 싸이클 성능을 평가하기위해 LMO 반쪽 전지를 제조하였다. GPTMS가 도입된 분리막은 안정적인 고온 싸이클 성능을 보였으며, 이러한 기술은 향후 고온 싸이클 성능을 개선하기 위한 하나의 방법이 될 수 있을 것이다. A lithium secondary battery is the most promising candidate for future energy storage devices. On the other hand, the battery capacity decreases gradually due to the small amount of water and decomposition of the salts during the charging and discharging process, which deteriorates at high temperatures. Many researchers focused on increasing the cycling performance, but there have been few studies on the fundamental problem that removes water and HF molecules. In this study, silane molecules that are capable of absorbing water and HF molecules are introduced to the separator. Firstly, silica-coated amino-silane (APTES, 3-aminopropyltriethoxysilane) was synthesized, then the silica reacted with epoxy-silane, GPTMS ((3-glycidyloxypropyl)trimethoxysilane). A ceramic-coated separator was fabricated using the silane-coated silica, which is coated on porous polyethylene substrates. FT-IR spectroscopy and TEM analysis were performed to examine the chemical composition and the shape of the silane-coated silica. SEM was performed to confirm the ceramic layers. LMO half cells were fabricated to evaluate the cycling performance at 60 ℃. The cells equipped with a GPTMS-silica separator showed stable cycling performance, suggesting that it would be a solution for improving the cycling performance of the Li-ion batteries at high temperatures.
고 성능 리튬 이온 배터리를 위한 양기능성 블록 공중합체 바인더
임윤지(Younjee Lim),유승민(Seungmin Yoo),송우진(Woo-Jin Song) 한국전지학회 2021 한국전지학회지 Vol.1 No.1
리튬 이온 배터리는 높은 에너지 밀도, 장기적 안전성, 오랜 기간에 걸쳐 발달해온 에너지 저장 기기로서 지난 수년간 널리 연구되어 왔다. 특히 이러한 리튬 이온 배터리는 전기자동차(EVs), 에너지 저장 시스템(ESSs)과 같은 대규모 장치에 대해 집중적이고 지속적인 연구가 진행되어 왔다. 그러나 45도 이상에서 유기카보네이트 전해질의 LiPF₆에서 HF의 형성 때문에 리튬 이온 배터리의 전기화학적 성능이 저하된다. 본 연구에서는 polyisoprene-block-poly(4-vinlypyridine) 블록 공중 합체를 기반으로 이중 기능을 갖는 새로운 고분자 바인더를 제시한다. 이 바인더는 HF를 포획할 수 있고 충·방전 과정동안 기계적 부하를 견딘다. 또한 이 바인더는 94.7%의 높은 충·방전 효율을 갖는 정전류 충·방전 용량을 보여준다. 이러한 이중 기능을 갖는 바인더는 높은 에너지 밀도의 리튬 이온 배터리를 개발하는데 좋은 해결 방안이 될 수 있다. Lithium-ion batteries have been widely studied over the past few years due to their various advantages such as high-energy-density, long-term stability, and mature energy storage device. Intense ongoing research and study have been focused on large-scale devices such as electric vehicles (EVs) and energy storage systems (ESSs). However, at above 45℃ the electrochemical performances of LIBs are often degraded owing to hydrogen fluoride (HF) formation in LiPF₆ based organic carbonate electrolyte. Herein, we propose a novel dual-functional polymeric binder based on a polyisoprene-block-poly(4-vinlypyridine) block copolymer, which is capable of HF scavenging and withstands mechanical stress during the charge/discharge process. The binder demonstrates the stable galvanostatic charge-discharge capacity with high coulombic efficiency of 94.7%. The proposed dual-functional binder is thought to be a good answer to develop high-energy-density LIBs.
OTPA 기법을 이용한 전기자동차용 컴프레서 진동전달경로 분석
이영훈(Younghoon Lee),유승민(Seungmin Yoo),김병준(Byungjun Kim),부광석(Kwangsuck Boo),김흥섭(Heungseob Kim) 대한기계학회 2021 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2021 No.05
Vibration and noise generated by electric vehicles are mainly caused by compressors that act as air conditioning, not drive motors. These vibrations and noise hinder the passenger’s NVH, and research to improve this is ongoing. Therefore, it is necessary to analyze the transmission path of vibration and noise generated by the compressor. Therefore, in this paper, the vibration data generated in the compressor is measured using a 3-axis accelerometer and OTPA technique for Tesla Model 3. In addition, the contribution of the compressor’s vibration and noise is analyzed based on the measured vibration data.
과열증기처리 반탄화목분을 이용한 나무연탄 개발 및 혼합비에 따른 연료특성에 관한 연구
강찬영(Chanyoung Kang),유승민(Seungmin Yoo),강석구(Seoggoo Kang) 한국가구학회 2018 한국가구학회지 Vol.29 No.4
This study was carried out to develop wood briquettes by torrefied oak wood chips and anthracite coal by mixing ratio. For this purpose, the oak wood chips were torrefied at 300°C with the superheated steam and then mixed with wood powder, anthracite coal and gelatin binder by mixing ratio And then physical, thermal, fuel and microscope characteristics of the briquettes were analyzed. As the physical characteristics, the compression ratio of wood briquettes was higher than that of conventional briquettes. As the thermal properties, the higher the content of torrefied powder, the higher the calorific value but the lower the ash content. As a result of combustion test, 100% Torrefied wood briquette monoxide emission amount by mixing ratio was about 55% lower than conventional briquettes. Also, It was found that the shorter the combustion duration, the higher the content of torrefied powder. As a result of SEM observation, It can be found that the torrefied powder and the anthracite coal powder are physically. chemically bonded to each other due to the adhesion of gelatine. In conclusion, wood briquettes have a high initial temperature rise as the content of torrefied wood powder is high, but burnning time is shortter, so it is considered to be suitable for the case where it is necessary to heat up quickly or to use energy-consuming equipment in a short time.