표제지
Abstract
요약
목차
제1장 서론 11
1.1. 리튬이온 배터리 개요 11
1.1.1. 배터리 정의 11
1.1.2. 배터리 작동원리 11
1.1.3. 배터리 종류 14
1.2. 배터리의 건강도 정의 18
1.3. 배터리 건강도 추정의 필요성 20
제2장 이론적 배경 27
2.1. 리튬이온 배터리의 작동 원리 27
2.2. 리튬이온 배터리의 내부 가스 발생 원리 29
제3장 배터리의 건강도 추정 방법 32
3.1. 배터리 모니터링 기법 32
3.1.1. S.O.C 측정법 32
3.1.2. S.O.H(건강도) 측정 33
3.2. 배터리 내부 센서 출력값과 건강도와의 관계 36
제4장 실험 및 고찰 39
4.1. 실험장치 제작 (센서) 39
4.1.1. 가스 감지 센서 제작 39
4.1.2. 구동 원리 41
4.2. 실험장치 제작 (배터리) 43
4.2.1. 시료 배터리 제작 43
4.2.2. 배터리 내부 센서 부착 47
4.3. 실험장치 제작 (신호변환기) 49
4.4. 타당성 확인을 위한 예비실험 51
4.4.1. 내부 발생 가스 종류 확인 51
4.5. 배터리 충/방전 사이클 53
4.5.1. 배터리 용량효율(수명) 결과 분석 53
4.5.2. 실험 결과 분석 56
제5장 결론 66
참고문헌 67
[그림 1] 배터리 충전/방전 화학반응 원리 13
[그림 2] 배터리 종류별 에너지 밀도 비교 17
[그림 3] 배터리 수명(SOH) 하락에 따른 성능 비교 19
[그림 4] 글로벌 배터리 시장 전망 21
[그림 5] 배터리 내부저항 측정 회로도 23
[그림 6] 테슬라 전기자동차용 리튬이온 배터리 폭발 사고 25
[그림 7] 리튬이온 배터리의 작동원리 28
[그림 8] 배터리 과충전시 발생하는 가스 종류 30
[그림 9] 내부저항과의 배터리 수명 감소 상관관계 31
[그림 10] 가스크로마토그래피 분석법 도식도 35
[그림 11] 배터리 내부 센서 출력값(uA)과 배터리 방전효율(%)와의 관계 37
[그림 12] 배터리 건강도 모니터링 작동 원리 도식도 38
[그림 13] 배터리 건강도 추정용 가스 분석 센서 구조 40
[그림 14] 배터리 내부 농도 및 전류 변화 관계 42
[그림 15] 제작된 배터리의 극판 상세 사이즈 44
[그림 16] 제작된 배터리 사진 46
[그림 17] 배터리 내부 센서 부착 사진 48
[그림 18] 센서의 데이터 변환(Analog → Digital)모듈 구조 50
[그림 19] 가스 분석 작동원리(좌) 및 결과(우) 그래프 52
[그림 20] 실험 장비(사용장비) (Cycler) 54
[그림 21] 시간 경과 (210cycle) 함에 따른 배터리 용량 변화 55
[그림 22] 시간 경과 (210cycle) 함에 따른 센서 출력값 그래프 57
[그림 23] 시간경과에 따른 Filtering후의 센서 출력값 변화 그래프 59
[그림 24] 센서 출력값에 대한 회기분석 추세선 그래프 61
[그림 25] 사이클 별 배터리 용량효율(수명) 회기분석 추세선 그래프 63
[그림 26] Reference 배터리 용량 하락 그래프 65
[그림 27] 연구·실험용 배터리 용량 하락 그래프 65