논문 전문 : https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2352152X19308175
[출처] Mina Ma, Yu Wang, Qiangling Duan, Tangqin Wu, Jinhua Sun, QingsongWang,Fault detection of the connection of lithiumion power batteries in series for electric vehicles based on statistical analysis,Energy,Volume 164,2018,Pages 745-756,ISSN 0360-5442,https://doi.org/10.1016/j.energy.2018.09.047.
※ The picture and content of this article are from the original paper.
[논문 요약]
Rate dependency of incremental capacity analysis(dQ/dV) as a diagnostic tool for lithium-ion batteries
제목과 달리 ,논문의 주 내용은 C-rate별로 다른 ICA를 균일하게 얻는 방법에 관한 것입니다.
미리 말씀드리면, 이 논문은 알맹이가 없기 때문에 안보시는걸 추천드립니다.
즉, 저자가 말하기로는 1/6C-rate 수준의 ICA로 1/24C-rate/1/48C-rate의 ICA를 예측하는 (Peak 위치를 예측) 논문입니다.
ICA는 가급적 낮은 C-rate로 하면 좋은 이유는, C-rate가 커질수록 Peak치가 낮아집니다. 즉, Peak치의 민감한 높낮이 판단 및 Width로 SOH나 열화를 판단하는데, 이 Peak치 자체가 C-rate때문에 영향을 받게된다면 활용 민감도가 떨어지기 때문입니다.
따라서, 상대적으로 높은 C-rate의 ICA로도 낮은 C-rate ICA로 진행(저항과 Diffusion Effect를 최소화)한 Peak위치를 예측할수있는지에 대한 연구를 진행한 논문입니다.
Contents
본 논문의 제목은 어그로에 가깝고, 사실상 높은 C-rate의 ICA로 낮은 C-rate의 ICA를 간접추정하는 방법에 관한 논문이라고 보시면 됩니다.
온도는 Room Temperature로 고정입니다.
위의 그림에서 보시다시피, C-rate에 따라 ICA Curve 특성이 많이 달라집니다. 배터리 내부의 저항이나 Diffusion 이외 부차적인 전기화학반응들 때문인데요, 일반적으로는 0.1C-rate이하 수준으로 하는것이 학교에서 많이 선택하는 방법입니다.
본 논문에서는 크게 6가지 Peak로 나누어, C-rate 및 셀별 세부 분석을 진행합니다.
그림을 보시면, Peak 0.1C-rate이하에서는 변화가 크게 없는것을 확인하실 수 있지만, 그 이상의 C-rate에서는 큰 변화가 발생합니다. Peak Position만 보더라도, 0.1C-rate이후로 많이 변화합니다.
다른 부분들은, 일반적으로 결과가 나왔는데 Peak Height부분이 조금 이상합니다.
C-rate가 높아짐에도 Peak Height가 낮아지는 결과가 있기 때문인데요, ICA자체가 민감하다보니, 실험결과에 어느정도 문제가 있었거나 혹은 상대적인 발열 차이가 영향을 준건가라는 생각이 듭니다.
Cycle 특성에 따라서도 그림을 그려놓았는데요, 열화에 따라서도 ICA가 많이 바뀌는 모습을 보여줍니다.
ICA는 일반적으로 열화 추정에 많이 쓰일만큼 강력한 Correlation을 가지고있기도하구요.
저자는 SOHc, SOHr(0%, 100% SOC에서만 측정)에 대한 ICA 특성도 분석하고, C-rate별 영향성에 대해서도 정리하여 Peak Shift를 통해 상기와 같이 1/6C-rate ICA를 통해 0.1Hz EIS로 추정한 Resistance를 어느정도 추정해냈다고 합니다.
또한, 서두에 말한 1/6C-rate로 1/24C-rate/1/48C-rate ICA를 어느정도 비슷하게 그려내는데요.
여기서 이 논문의 결정적인 문제점이 나타납니다.
결국 이 논문의 주제는 "낮은 C-rate ICA로 더 낮은 C-rate의 ICA를 그려내겠다" 입니다.
그런데, "How?"에 대해서 끝까지 말하지 않습니다. 본인들의 IP를 보호하려는것 같긴한데, 이럴꺼면 특허나쓰지 논문을 왜쓴건가? 싶은 생각이 듭니다.
왜 이 연구를 했는지, 진행은 어떤식으로 했고, 결과가 어떻게 나왔는지는 적어놨지만,
"어떻게 했는지"에 대한 내용이 전혀 없습니다.
Results
처음부터 끝까지 원인과 결과만 주구장창 얘기하다가, 끝나는 논문입니다.
논문, Technical Report에 "어떻게?"가 없다는게 참 이해가 안되며, 다소 저널에대한 편견없이 논문을 보는 편이나 당분간은 Nature쪽만 보면서 눈과 뇌를 쫌 정화시켜야겠다는 생각이 들었습니다.
참조
[1] Mina Ma, Yu Wang, Qiangling Duan, Tangqin Wu, Jinhua Sun, QingsongWang,Fault detection of the connection of lithiumion power batteries in series for electric vehicles based on statistical analysis,Energy,Volume 164,2018,Pages 745-756,ISSN 0360-5442,https://doi.org/10.1016/j.energy.2018.09.047.
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