Lithium ion battery (LIB)Overview

에너지 재료학 - Lithium ion battery

Overview

• Chapter 1

• Introduction of lithium ion battery

• Chapter 2

• Theory

• Chapter 3

• Structure

• Anode

• Cathode

• Electrolyte

• Chapter 4

• Chemical reaction

Lithium ion battery (LIB)Chapter 1

에너지 재료학 - Lithium ion battery

Daniel cell

Zns → 2e- + Zn2+aq Cu2+aq + 2e- → Cus

Zns + Cu2+aq → Zn2+aq + Cus

에너지 재료학 - Lithium ion battery

Lithium ion battery

화학전지

이차전지일차전지 연료전지

망간 건전지알칼라인 전지이산화망간 리튬 전지불화흑연 리튬 전지연화싸이오닐 리튬 전지공기아연 전지열전지

Ni-Fe 이차전지NaS 이차전지연축전지

Ni-Cd 이차전지고성능 이차전지 Ni-MH 이차전지

리튬 이차전지 리튬 금속 이차전지리튬 이온 이차전지리튬 폴리머 이차전지리튬 이온 폴리머 이차전지

에너지 재료학 - Lithium ion battery

Secondary battery

에너지 재료학 - Lithium ion battery

Secondary battery

• Energy density

• Power (Output/Input)

• Life time

• Stability

• Reliability

• Operating condition

• Price

에너지 재료학 - Lithium ion battery

History

• 1860: Lead-acid

• 1900: Ni-Cd

• 1982: LIB principles by Di Pietro & Scrosati

• 1991: LIB commercialized by SONY

• Mid-1990’s: Korean companies involved

• 1999: LIB commercialized by LG Chem. in Korea

• 2000: LIB produced by Samsung SDI

• 2000: Nissan Tino Hybrid (1997: Toyota Prius, Ni-MH battery)

• 2009: Hyundai Avante LPI Hybrid (LIPB by LG Chem.)

에너지 재료학 - Lithium ion battery

StructureStructures

��

에너지 재료학 - Lithium ion battery

ProcessLIB ����

��

에너지 재료학 - Lithium ion battery

Technology

Lithium ion battery (LIB)Chapter 2

에너지 재료학 - Lithium ion battery

Structure

에너지 재료학 - Lithium ion battery

Potential

에너지 재료학 - Lithium ion battery

Electrochemical reactionㅇ

Electrochemical Reaction

�

에너지 재료학 - Lithium ion battery

Nernst equationNernst Equation �

RneO RO ����

HROH2 HRO2H

��

���������

�

)aaaa

Q ,nFEG( QlnRTGG2H

2

O

HR

HO

HRO��

��

����������

)1aa( aa

lnRTEEHR

2

HHHRO

HO

�

��

���� �

��

aRTaRT

)(aanF

OR

2H

2

O

OORO

HHHO

��

���

�

equation)(Nernst aaln

nFRTEE,

aaln

nFRTEE

ROR

OO

O

RO�� ����

��