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리튬 이온 배터리의 원리와 수명 관리2025.11.161. 리튬 이온 배터리의 구조 리튬 이온 배터리는 양극, 음극, 분리막, 전해질 4가지 재료로 구성된다. 양극은 리튬 산화물로 이루어져 리튬 이온을 안정적으로 수용하고 방출하며 높은 에너지 밀도를 가진다. 음극은 탄소 기반 물질로 양극에서 방출된 리튬 이온을 저장한다. 분리막은 양극과 음극을 전기적으로 분리하면서 리튬 이온만 통과시킨다. 비친수성 전해질은 리튬 이온의 원활한 운반을 담당한다. 2. 리튬 이온 배터리의 충방전 원리 충전 시 양극의 리튬이 산화되어 리튬 양이온을 형성하고 전해질을 통해 음극으로 이동한다. 전자는 외부 회...2025.11.16
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수계 아연 전지용 전극 합성 및 셀 조립 실험레포트2025.01.211. MnO2 양극 합성 실험에서는 Potassium permanganate(KMnO4)와 Manganese sulfate monohydrate(MnSO4·H2O)를 사용하여 오토클레이브 반응기에서 수열 합성법으로 MnO2 양극을 합성하였다. 합성한 양극재는 80°C 진공오븐에서 건조되었다. 활물질, 전도재, 바인더를 7:2:1 wt% 비율로 혼합하여 슬러리를 만들고 SUS 포일 위에 도포하여 전극을 제조하였다. 2. 코인 셀 조립 제조된 양극, Zn foil 음극, 유리섬유 분리막, 1.0 M ZnSO4 수용액 전해질을 사용하여 ...2025.01.21
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커패시터의 충방전2025.04.251. 커패시터 충방전 실험 이 실험은 저항과 커패시터로 이루어진 회로에서 커패시터에 인가되는 전압의 시간적인 변화를 관측하고 회로의 시간상수를 구하는 것이 목적입니다. 실험에서는 저항값과 커패시터 용량을 변화시켜 충방전 과정을 관찰하였고, 실험값과 계산값을 비교하여 3% 미만의 오차를 확인하였습니다. 실험 과정, 환경 요인, 결과 도출 과정에서 발생할 수 있는 오차 요인들을 분석하였습니다. 1. 커패시터 충방전 실험 커패시터 충방전 실험은 전기 회로의 기본 원리를 이해하는 데 매우 중요한 실험입니다. 이 실험을 통해 커패시터의 충전...2025.04.25
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[A+]전기화학 셀 충방전 평가 및 CV 평가, 전지 구동 시 양극 구조 변화분석2025.01.241. 전기화학 셀 충방전 평가 및 CV 평가 실험 1에서는 전기화학 셀의 충전/방전 및 CV 평가를 수행하여 셀의 산화,환원 반응의 특징을 분석하고 이론용량과 실제용량을 비교하며 장기 cycle의 용량 유지율을 구하는 것을 목표로 합니다. 2. 전지 구동 시 양극 구조 변화분석 실험 2에서는 양극재의 결정구조를 분석하고 사이클이 진행됨에 따라 양극의 구조 변화를 분석하는 것을 목표로 합니다. 3. 분극 분극은 전극전위 값이 평행 상태에서 과하거나 부족하게 되는 현상으로, 전지에서 반응진행 시 전하의 이동과정이 같은 속도로 일어나지 ...2025.01.24
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Fabrication of Li-oxygen batteries2025.01.241. Li-O2 배터리의 기본 원리 Li-O2 배터리의 기본적인 작동 원리를 설명하였다. 리튬 금속 음극과 공기극(cathode)으로 구성되며, 방전 시 리튬 금속이 산화되어 리튬 이온과 전자가 생성되고, 전자는 공기극으로 이동하여 공기 중의 산소를 환원시켜 Li2O2를 생성한다. 충전 시에는 이 Li2O2가 다시 리튬 이온과 산소로 분해된다. 하지만 실제로는 부반응 생성물이 형성되어 사이클 수명이 부족한 문제가 있다. 2. Li-O2 배터리의 제작 과정 Li-O2 배터리를 직접 제작하는 실험을 진행하였다. 양극(cathode)은 ...2025.01.24
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[A+]리튬이온 이차전지 제작 결과레포트2025.05.041. 리튬이온 이차전지 제작 이번 실험은 리튬이온전지의 기본 개념을 바탕으로 직접 cell을 만들어본 다음, 측정 결과값들을 그래프를 통해 분석해 보는 것이 주된 실험 목적이다. 실험과정을 통해 전극 제작, coin cell 조립 등의 과정을 자세히 살펴보고, CV 곡선, 충방전 그래프, 사이클 성능 등을 분석하여 리튬이온 이차전지의 작동 원리와 특성을 이해할 수 있었다. 2. 리튬이온 배터리의 필요성 리튬이온 배터리는 가볍고 에너지 밀도가 높으며 재충전하여 수천 번 재사용할 수 있다. 휴대용 전자제품의 소형화에 필수적이며, 전기자...2025.05.04
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리튬-공기 배터리용 전기촉매 합성2025.11.171. 금 나노입자 기반 플라즈모닉 촉매 금 나노입자(Au NPs)는 국소화된 표면 플라즈몬 공명(LSPR) 특성을 가지며, 빛과의 상호작용으로 핫 캐리어를 생성합니다. 이를 Ketjen Black 음극에 도입하면 Li2O2의 형성과 분해를 촉진하여 방전/충전 사이클 중 과전압를 감소시키고 에너지 효율을 향상시킵니다. 평균 크기 약 5nm의 금 나노입자는 삼나트륨 구연산염을 캡핑제로 사용하여 합성되며, 빛 조사 조건에서 현저한 성능 개선을 보입니다. 2. 리튬-산소 배터리의 전기화학 반응 Li-O2 배터리는 방전 시 음극에서 산소 환...2025.11.17
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OP-Amp 오실레이터 설계 및 피드백 특성 분석2025.11.181. OP-Amp 오실레이터 설계 UA741 OP-Amp를 이용하여 양의 피드백 개념을 적용한 신호발생기를 설계한다. OrCAD PSPICE를 사용하여 주어진 저항값에 따라 오실레이터를 설계하고, 출력 파형을 시뮬레이션한다. 설계된 오실레이터는 커패시터의 충방전을 통해 동작하며, 출력전압이 임계값에 도달하면 상태가 전환되어 반복적인 신호를 생성한다. 2. 피드백 계수(β)의 영향 분석 피드백 저항 R1을 변화시켜 피드백 계수 β의 변화를 분석한다. R1이 감소하면 β가 감소하여 주기와 진폭이 작아지고, R1이 증가하면 β가 증가하여...2025.11.18
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화학 전지의 원리와 실험2025.11.121. 화학 전지 화학 전지는 화학 반응을 통해 전기 에너지를 생성하는 장치입니다. 산화-환원 반응에서 발생하는 전자의 이동을 이용하여 전류를 만들며, 양극과 음극 사이의 전위차를 통해 전기를 공급합니다. 일반적인 화학 전지로는 갈바니 전지, 볼타 전지 등이 있으며, 일상생활에서 사용하는 배터리의 기본 원리입니다. 2. 산화-환원 반응 산화-환원 반응은 전자의 이동을 통해 일어나는 화학 반응입니다. 산화는 물질이 전자를 잃는 과정이고, 환원은 전자를 얻는 과정입니다. 화학 전지에서는 음극에서 산화가 일어나고 양극에서 환원이 일어나며,...2025.11.12
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전고체 배터리 기초와 개발 방향 탐구2025.11.121. 리튬 이온 전지의 기초 리튬 이온 전지는 화학 에너지를 전기 에너지로 전환하여 에너지를 저장하는 2차 전지입니다. 음극(흑연), 양극(금속 산화물), 분리막, 전해질로 구성되며, 충전 시 양극에서 음극으로 리튬 이온이 저장되고 방전 시 역방향으로 이동합니다. 용량은 저장된 전하의 양(Ah 단위)이고, 에너지는 일을 할 수 있는 능력(Wh 단위)입니다. 전해질은 넓은 에너지 갭을 가져야 하며, 주로 유기 액체 전해질이 사용됩니다. 2. 전고체 배터리의 등장 배경 및 리튬 메탈 배터리 초기 리튬 이온 배터리는 리튬 메탈을 사용했으...2025.11.12
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