리튬이온 전지의 충방전 특성에 대한 전산 모델링 (Computational Modeling of Charge-Discharge Characteristics of Lithium-Ion Batteries)

서지정보

· 발행기관 : 한국에너지학회
· 수록지 정보 : 에너지공학 / 20권 / 4호 / 278 ~ 285페이지
· 저자명 : 이대현, 윤도영

초록

본 연구에서는 리튬이온 전지의 충·방전 특성에 관한 모델링과 전산모사를 수행하였다. 전지의 시스템 구성은단순화된 2차원 형태의 단일셀에 대하여 모델링하였고, 공학적 편미분방정식 풀이자인 FEMLAB을 이용하여 288 K와 318 K 범위내에서 충방전 특성에 대한 열적 모델링을 수행하였다. 모델링에 채택한 물성치변수들에 대하여 온도특성을 고려하였으며, 이를 통하여 전지의 특징적인 충방전의 사이클 변화와 충방전전하량의 변화를 체계적으로 전산모사하였다. 그 결과 충방전 속도에 상관없이 충방전의 주기가 온도가 낮아질수록 짧아짐을 정량적으로 해석할 수 있었다. 이에 부가하여 전지내에서 리튬이온의 물질전달 현상을 해석하여, 전지의 충방전 특성과의 상관관계를 고찰하였다.

영어초록

Computational modelling and simulation for the charge-discharge characteristics of Lithium-ion batteries have been carried out. The battery system consists of a simplified 2-dimensional single cell for the modelling, in which the thermal modelling on the charge-discharge characteristics was conducted in the temperature range from 288 K through 318 K by using FEMLAB as an engineering PDE solver. While material parameters adopted in the present modelling were dependent on the system temperature, their thermal modelling were applied on the simulations of the charge-discharge period and the rate of transferring charges systematically. The resulting simulation shows that the cycle of the charge-discharge shorten itself by reducing the system temperature,regardless of the charge-discharge rates. In addition, the mass-transport phenomena of Lithium ion have been discussed in connection with the charge-discharge characteristics in the battery.

참고자료

· 없음