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태양광 배터리(Solar battery)에 대한 간단한 이해 -태양광 배터리 (Solar battery) 개인적으로는 태양전지가 앞으로 사라질 배터리 중 하나라고 생각하고 있습니다.. 효율적인 측면이나 전지 자체 특성적인 문제나...한계점이 뚜렷하게 보이기 때문인데요..(개인적 의견입니다.) 태양광 배터리는 주변 환경의 영향을 너무나도 많이 받을 뿐 아니라, 특히 한국은 태양광발전에는 최악의 환경이기 때문입니다. 비옥한 땅이 남아돌며, 눈/비는 오지 않으며 태양광이 언제나 고점으로 들어오는 샌프란시스코 같은 지역이 아닌이상.. http://www.energycenter.co.kr/news/articleView.html?idxno=337 ① 태양광배터리의 간단한 원리 태양광 배터리 패널의 재료로는 보통 실리콘을 사용하는데요 태양광 패널로 실리콘을 쓰는 이유는 반도체.. 2020. 11. 28.
EIS(임피던스 분광법)/와버그 임피던스(warburg impedance)에 대한 간단한 이해 와버그 임피던스(Warburg impedance)란? 배터리의 EIS(Electrochemical Impedance Spectronization, 한국어로 임피던스분광법)를 실행할때 나오는 RLC성분들을 일컫는 용어입니다. *EIS란 Impedance를 측정하기 위해 AC전원을 인가하여 나오는 결과물을 nyquist plot으로 옮겨 해석하는것으로, 아래의 그림처럼 AC전원은 주파수를 가지고 이것은, 시간축으로는 원운동을 한다고 생각하시면 됩니다. 시간에(Time domain) 따라 그려지는것을, 임피던스_real(실수),임피던스_image(허수)성분으로 나누어 그린것이 nyquist plot이며, 이것을 해석하는 행위를 EIS 분석법(임피던스 분광법) 이라고 합니다. *electrolyte concen.. 2020. 11. 27.
원자와 전자에 관한 이해 (전기전자/화학공학의 근본) 전자공학과 졸업생들에게 "전자가 뭐에요?" 라고 물어보면 정확하게 대답하는 사람이 드문것을 알게되었습니다.. "전자"공학을 4년간 배웠음에도 "전자"가 뭔지 정확히 모른다는것.. 등잔밑이 어둡지 않을까 생각되네요.. 모든 전기전자 엔지니어링은 원자와 전자에 관한 이해에서 출발합니다! 원자란 무엇일까요? 보통 90년대생들에겐 익숙하게 'Atom'이라 불리는데 원자는 원자핵과 전자로 이루어져있습니다. 이 원자핵은 양성자(Proton)과 중성자(Neutron)으로 나누어져 있고, 전자의 개수는 양성자의 개수와 1:1 매칭됩니다. 즉, 지구가 달을 잡아당기는 것과 같이 , 원자핵이 전자들을 잡아 당기고 있는 것입니다. :) 여기서 원자핵이 전자를 당기고 있지만 한바퀴 궤도내에 존재할 수 있는 전자의 갯수는 정해.. 2020. 11. 26.
리튬이온배터리의 SOC와 SOH의 관계 리튬이온배터리는 이전 글에서 정리했지만 리튬이온과 전자가 Cathode와 Anode 사이를 왔다갔다하는 가역 이차전지에요 그럼 이 배터리가 평생 충/방전을 효율100%로 할 수 있을까요? 당연히 아닙니다. 배터리는 그 자체로 전기화학상태이기 때문에 여러가지 부반응이나 열에의한 노화가 일어나기 마련인데요 이런 배터리 열화 상태를, SOH(State of Health) 라고 합니다. 이 SOH는 SOC와 상당히 관계가 깊습니다. 배터리가 열화가 된다는 것은 SOC, 즉 용량이 줄어드는 것을 의미하고 이는 내 핸드폰의 배터리가 2년이지나면 빨리 닳는것과 동일한 의미입니다. 그럼 왜 이런 노화가 일어날까요? SOH의 발생에는 아주~~많은 이유가있지만 그 중 하나인 양극재크랙을 설명드릴까합니다. 위의 이미지와 같.. 2020. 11. 26.
[배터리 전기화학모델링2] - 버틀러발머 방정식(Bulter Volmer equation) [사전필요개념] : 이전 제가 운영하던 블로그에 정리해두었던 글입니다 :) https://blog.naver.com/limitsinx/221715432410 -배터리 양극재 정리 https://blog.naver.com/limitsinx/221715443398 ​-배터리 음극재 정리 버틀러-볼머 방정식(Butler-Volmer equation)은 배터리를 전기화학적 모델링을 하다보면 가장 자주 마주치게되는 수식중 하나입니다. 간단하게 정리를 하자면 배터리를 충/방전할때 양극과 음극 즉, 전극과 전해질 사이의 계면에서 발생하는 면적당 전류(전류밀도) 입니다. 더쉽게말하면, 배터리 전극계면에서의 전류밀도죠 이렇게 간단한것을 수식으로 말하면 이런 형태가 됩니다 i0는 초기 전류밀도며 R은 기체상수, T는 절대.. 2020. 11. 26.
배터리 열폭주(Thermal runaway)에 대한 간단한 이해 ESS(Energy Saving System)이든, EV(Electric Vehicle)이든 배터리를 사용하는 분야라면, 필드의 엔지니어라면 '열폭주(Thermal runaway)'에 대해 신경을 쓸 수밖에 없습니다. 리튬배터리의 화재는 일반 화재와는 달리 진압조차 할 수 없으며, 인명피해로 이어질 가능성이 높기 때문입니다. 이런 열폭주는 도대체 어떤 메커니즘으로 일어나는 것일까요?? 일단 배터리 셀의 관점에서 보면 배터리의 열관리가 안되서 일정 온도 이상 유지가 될 시 셀의 전해질이 기체화 되어 셀 내부 압력이 증가하게 됩니다. 이때 발생하는 가연성 전해줄밀질이 기화되고 분출될 뿐만아니라, 내부압력의 증가로 인해 분리막에도 소손이 갈 확률이 올라가게 됩니다. 여기서 내부쇼트 혹은 가연성 기체물질에 의해.. 2020. 11. 26.
무선 BMS(Wireless BMS)에 대한 간단한 이해 무선 BMS란(Wireless battery)? 기존의 BSA(Battery System assy') 내부에서 수백~수천가지의 직/병렬구조로 연결된 셀들을 제어하는 제어기로써, 배터리에서 '뇌'역할을 합니다. BSA 업체에 따라 다르지만, 배터리 팩 내부에 Slave와 Master BMS를 두어 통신을 하는 경우도 있고, 하나의 BMS로 모든 셀들을 제어하는 경우도 있습니다. 배터리를 제어하기 위해서는 배터리 데이터들이 필요하고, 데이터 측정을 위해서는 수많은 센서들이 필요합니다. 각각의 배터리 전압을 측정해야하고, 온도도 측정해야하기에 셀 갯수가 많아질수록 센서의 수가 많아집니다. 이런 센서들을 하나의 모듈로 묶어서 CMU(Cell Monitoring Unit)라고 부릅니다. CMU로 측정한 데이터들을.. 2020. 11. 26.
탭리스 배터리에 대한 간단한 이해(What is tabless battery?) 탭리스 배터리란 말그대로 '탭이 없는' 배터리입니다. 기존의 리튬이온배터리는 원통/파우치/각 등...형태에 관계없이 양극과 음극사이의 전자이동을 위해 탭을 달고있습니다. 바로 원통형 배터리라 치면.. 어릴적 많이 봐왔듯, 양끝의 뽈록하게 튀어나온 부분이 바로 탭입니다. 양극과 음극을 저곳으로 집합시키는것입니다! 하지만, 이런 생각을해볼수 있습니다.. 왜 탭을 굳이 만들어서 뺄까요?? 탭이있는 쪽 면적 전체를 집전체로 활용하면 좋지않을까요?? 깔때기를 생각해보면, 아랫쪽방향으로 물을 몰아넣게되면, 물의 유속이 강해지고 큰 파워로 나가게 됩니다. 이것이 전자의 경우라면 아무래도 좁은곳으로 전자가 집중되다보니, 온도가 올라가게되고 계면에서의 bottleneck 현상도 발생합니다. 이런 부분을 해결하고자 양쪽 .. 2020. 11. 26.
[배터리 전기화학 모델링1] - 아레니우스 식(Arrhenius equation) 아레니우스 방정식은 화학반응 속도를 수식으로 표현한 것입니다. k=A*exp(-E_a/(R*T)) 라는 수식으로 정리가 되는데요 A와 R은 상수이므로, 사실상 관계식을 이해하기 위해서는 k,E_a, T만 알면 됩니다. k는 반응속도, E_a는 활성화에너지, T는 절대온도입니다. 즉, 반응속도 = exp(-활성화에너지/절대온도) 가 되는것이죠 exp(-alpha)함수는 다음과 같습니다. alpha = 할성화에너지/절대 온도로, 그래프를 해석한걸 간단하게 요약하자면 "온도가 높을수록/활성화 에너지가 낮을수록 화학반응속도는 빨라진다(exponential에 비례하게)"입니다. 다른 자잘한것들은 보다, 이 수식이 근본적으로 나타내는 핵심은 이것입니다. 이것을 리튬배터리에 접목하여 생각해보면, "분극 발생 해석"에.. 2020. 11. 26.

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