리튬배터리의 사이클 수명과 에너지 저장 장치의 출력성능 연구
A study on cycle life of lithium battery and power performance of energy storage device
- 주제(키워드) LiB(리튬배터리) , Crate(충·방전률) , Cycle life(사이클 수명) , DOD(방전심도) , LFP(리튬인산철) , SOC(충전상태용량)
- 발행기관 아주대학교
- 지도교수 김형택
- 발행년도 2019
- 학위수여년월 2019. 2
- 학위명 박사
- 학과 및 전공 일반대학원 에너지시스템학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/ajou/000000028520
- 본문언어 한국어
- 저작권 아주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약
국내에서 생산되는 중대형 리튬배터리는 소재 기술의 발전에 따라 해외기술 대비 에너지저장 밀도는 8% 이상 높고 제조 기술 또한 크게 향상되었다. 중대형 리튬배터리는 하이브리드자동차(HEV, hybrid electric vehicle)용 리튬배터리와 비교하여 에너지용량을 크게 증대시킨 구조이며 전기자동차(BEV, battery electric vehicle)의 동력원에서부터 배터리 에너지저장장치(ESS, energy storage system) 까지 용도가 점차 확대되고 있다. 이에 따라 리튬배터리 관련설비의 경제성 평가에 필요한 기본 정보인 배터리의 내구수명 자료는 표준시험 기준에 따라 시험한 자료가 부족한 현실이다. 10Ah 미만의 소형 리튬배터리의 내구수명 자료는 1,000사이클 이내의 시험결과가 연구보고서로 알려져 있으며 이는 국내 표준시험 조건과 차이가 나는 시험방법을 이용하였다. 중대형 리튬배터리에 대한 사이클 수명(cycle life) 자료는 논문의 인용 자료에 기술되어 있으나 배터리의 수명시험 조건이 나타나 있지 않다. 따라서 본 논문은 중대형 리튬배터리에 대하여 국내 표준시험 조건에 따른 사이클 수명시험 자료를 제시하였다.
more목차
제 1 장 서 론 1
제 1 절 연구의 목적 1
제 2 절 연구의 범위 4
제 3 절 연구의 내용 6
제 2 장 사례 연구 8
제 1 절 리튬배터리 셀 수명 연구사례 8
1. 소형 리튬배터리 사이클 수명 8
2. 파우치형 중대형 리튬배터리 사이클 수명 10
3. 각형 중대형 리튬배터리 사이클 수명 11
4. 리튬배터리 사이클 수명 시험사례 결과요약 12
제 2 절 리튬배터리 안전성 연구사례 14
1. 리튬배터리의 안전성 규정 14
2. 1000mAh 소형 리튬배터리의 안전성 시험사례 15
제 3 절 풍력발전용 리튬배터리장치의 출력제어 사례 18
제 3 장 본 론 20
제 1 절 파우치형 중대형 리튬배터리 셀의 성능 20
1. 리튬배터리 단위 셀의 개발현황 20
2. 리튬배터리 셀의 구성요소 23
3. 평가용 파우치형 셀의 사이클 수명시험 25
제 2 절 파우치형 리튬배터리 셀의 안전성 37
1. 리튬배터리 단위 셀의 관통시험(penetration test) 38
2. 리튬배터리 단위 셀의 과충전 시험(overcharge test) 40
3. 리튬배터리 단위 셀의 압착시험(crash test) 42
4. 리튬배터리 단위 셀의 열안정성시험(thermal stability test) 41
제 3 절 풍력발전용 배터리 에너지저장치의 성능 43
1. 풍력발전용 에너지저장장치의 구성 43
2. 배터리 에너지저장장치의 출력특성 시험 47
3. 풍력발전과 연계한 배터리장치의 출력완화 시험 51
제 4 장 결 론 54
참고문헌 56
Abstract 56
부 록 63
Ⅰ. 배터리 에너지저장장치별 특징 63
Ⅱ. 배터리 단위 셀의 안전성 규정항목 74
