Li-ion battery and EDLC hybrids for high initial power system integration

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 리튬이온전지와 슈퍼캐패시터를 병렬로 연결하여 고출력/저온 방전이 가능한 하이브리드 셀을 제작하고 방전특성을 연구하였다. 리튬이온전지와 슈퍼캐패시터 각각 단위 셀의 방전특성과 내부저항을 확인하고 하이브리드 셀이 방전 시 슈퍼캐패시터에서 초기전력을 담당하고 시간이 지남에 따라 리튬이온전지가 대부분의 전력을 담당하게 되는 것을 확인하였다. 또한, 하이브리드 셀 내부에 스위치를 장착하여 초기 방전을 슈퍼캐패시터만 담당하도록 제어하는 경우에 스위치가 없는 하이브리드 셀과 비교하여 방전초기에 향상된 전력을 제공하는 방법을 제시했다. 게다가 방전이 중단되었을 때 전위 회복 여부를 확인하기 위해서 자기 충전 실험을 진행하고, 저온에서의 방전 특성을 파악하기 위해 0 ℃ 이하의 온도에서 방전을 시켜 방전시간을 온도별로 비교하여 리튬이온전지가 단독으로 사용될 때 보다 낮은 온도에서도 방전이 가능하도록 하였다. 더 나아가 셀 내부에서 리튬이온전지와 슈퍼캐패시터를 병렬로 연결하여 단일 셀을 구성하고 방전특성을 확인하였다. 이 하이브리드 셀은 방전초기 높은 출력을 제공할 수 있어 전기자동차 뿐만 아니라 전원의 on/off가 빈번한 소형 전자기기 분야에서도 효과적인 전원장치로 제공될 수 있을 것으로 기대된다.

목차 (Table of Contents)

• 제1장 Introduction 1
• 1. 연구목적과 배경 2
• 1.1 연구목적 2
• 1.2 Background 4
• 1.2.1 리튬이온전지 4
• 1.2.2 슈퍼캐패시터 6
• 제2장 실 험 방 법 14
• 2.1 리튬이온전지 단위 셀의 제작 15
• 2.2 슈퍼캐패시터 단위 셀의 제작 16
• 2.3 스위치가 없는 경우의 하이브리드 셀의 제작 18
• 2.4 스위치가 있는 경우의 하이브리드 셀의 제작 19
• 2.5 하이브리드 단일 셀의 제작 20
• 제3장 결과 및 토의 22
• 3.1 리튬이온전지 단위 셀의 방전특성 23
• 3.2 슈퍼캐패시터 단위 셀의 방전특성 26
• 3.3 스위치가 없는 경우의 하이브리드 셀 방전특성 31
• 3.4 스위치가 있는 경우의 하이브리드 셀 방전특성 35
• 3.5 자가 충전 실험 40
• 3.6 저온 실험 42
• 3.7 하이브리드 단일 셀의 방전특성 44
• 제4장 결 론 46
• 참 고 문 헌 48