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리튬이온 배터리 저전압 불량 발생 메커니즘과 개선 방향 : 전극·전해질·조립 공정 요인 중심으로
Mechanisms and Improvement Directions of Low-Voltage Defects in Lithium-Ion Batteries : Focusing on Electrode, Electrolyte, and Cell Assembly Process Factors
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- 발행기관
- 국제차세대융합기술학회 바로가기
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- 간행물
- 차세대융합기술학회논문지 KCI 등재 바로가기
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- 통권
- 제10권 8호 (2026.08)바로가기
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- 페이지
- pp.2166-2176
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- 저자
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- 언어
- 한국어(KOR)
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- URL
- https://www.earticle.net/Article/A490639
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4,200원
원문정보
초록
- 영어
- This study aims to analyze the causes of low-voltage defects in lithium-ion batteries and to propose directions for their improvement. Lithium-ion batteries are key components in smart mobility and energy storage industries, including electric vehicles, drones, robots, and ESS. With the expansion of electric vehicle adoption and the increasing demand for high-energy-density cells, manufacturing defects, internal short circuits, degradation, and safety issues have become increasingly important. The major causes of low-voltage defects include metallic foreign matter, non-uniform electrode coating, electrolyte degradation, abnormal SEI layer formation, assembly deviations, and cell imbalance. These factors can lead to self-discharge, internal micro-short circuits, and thermal runaway risks. Based on battery structure, charge–discharge principles, and voltage formation mechanisms, this study classifies low-voltage defects into five types. Based on the analysis results, this study proposes an integrated quality management approach combining X-ray/CT, SEM/EDS, EIS, DCIR, and machine learning-based screening techniques.
- 한국어
- 본 연구는 리튬이온 배터리의 저전압 불량 원인을 분석하고 개선 방향을 제시하는 데 목적이 있다. 리튬이온 배터리는 전기차, 드론, 로봇, ESS 등 스마트 모빌리티와 에너지 저장 산업의 핵심 부품이다. 전기차 보급확대와 고에너지밀도 셀 수요 증가로 제조 결함, 내부 단락, 열화 및 안전성 문제가 중요해지고 있다. 저전압 불량의 주요 원인은 금속 이물, 전극 코팅 불균일, 전해질 열화, SEI 층 이상, 조립 편차 및 셀 밸런스 이상이다. 이러한 요인은 자가방전, 내부 미세 단락, 열폭주 위험으로 이어질 수 있다. 본 연구는 배터리 구조, 충·방전 원리, 전압 형성 메커니즘을 바탕으로 저전압 불량을 다섯 가지 유형으로 구분하였다. 분석 결과를 바탕으로 X-ray/CT, SEM/EDS, EIS, DCIR, 머신러닝 기반 선별 기법을 결합한 통합 품질 관리 방향을 제안하였다.
목차
요약
Abstract
Ⅰ. 서론
1.1 연구 배경 및 필요성
1.2 문제 제기
1.3 연구 목적
Ⅱ. 리튬이온 배터리 구조와 전압 형성 메커니즘
2.1 리튬이온 배터리의 기본 구조
2.2 충방전 작동 원리
2.3 전압 형성 메커니즘
2.4 저전압 불량의 개념
Ⅲ. 저전압 불량 유형과 발생 원인 분석
3.1 저전압 불량의 주요 유형
3.2 전극 소재 및 제조 공정 문제
3.3 금속 이물과 내부 단락 메커니즘
3.4 전해질 및 계면 반응 이상
3.5 셀 밸런스 및 조립 불량
Ⅳ. 저전압 불량 개선 방향 및 통합 진단 체계
4.1 공정 단계별 이물 관리 체계
4.2 Formation 및 Aging 공정 최적화
4.3 비파괴 검사 및 전기화학 진단 기술
4.4 머신러닝 기반 동적 불량 선별
Ⅴ. 결론
REFERENCES
키워드
리튬이온 배터리 저전압 불량 금속 이물 K-value 머신러닝 Lithium-Ion Battery Low-Voltage Defect Metallic Foreign Matter K-value Machine Learning저자
간행물 정보
발행기관
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- 발행기관명
- 국제차세대융합기술학회 [International Next-generation Convergence technology Association]
- 설립연도
- 2017
- 분야
- 복합학>기술정책
- 소개
- Ever since next generation convergence technology became one of the most important industries in the nation, computing professionals have encountered a growing number of challenges. Along with scholars and colleagues in related fields, they have gathered in avariety of forums and meetings over the last few decades to share their knowledge, experiences and the outcome of their research. These exchanges have led to the founding of the International Next-generation Convergence technology (INCA) on December 1, 2015. INCA was registered as an incorporated association under the Ministry of Information and Communications. The main purpose of the organization is to improve our society by achieving the highest capability possible in next generation convergence technology.
간행물
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- 간행물명
- 차세대융합기술학회논문지 [The Journal of Next-generation Convergence Technology Association]
- 간기
- 월간
- pISSN
- 2508-8270
- 수록기간
- 2017~2026
- 등재여부
- KCI 등재
- 십진분류
- KDC 506 DDC 606
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