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안녕하십니까.
현재 하프셀을 제작하여 사이클 테스트를 진행하려고 합니다.
사이클 테스트를 진행할 때 율속을 설정하는 것에 있어서 문제가 있어서 조언을 구하고 싶어 문의드립니다.
보통 사이클 테스트를 진행할 때 A rate, C rate를 조절하여 테스트를 진행하는 것으로 알고 있습니다만
해당 A, C를 설정하는 것에 있어서 현재 하고있는 방식이 맞나 확인하고 조언을 구하고싶습니다.
활물질 무게를 계산하여 원하는 암페어 값과 곱해서 계산하여 테스트를 진행하고 있습니다.
예) 활물질 무게 : 0.002g 원하는 테스트 값 : 0.1A 일 때
0.002*0.1=0.0002A 이런식으로 계산하여 테스트 장비에 0.0002A를 입력 후 테스트를 진행하고 있는데
이 방법이 맞는 것인지, 궁금합니다.
또한 C rate를 활용하여 테스트를 진행하고자 하는데 이 경우에는 어떤식으로 계산하고 계산 값을 입력하는지 궁금합니다.
1C 일 때 1시간에 충방전이 되는 시간으로 알고 있습니다. 하지만 활물질의 용량이 표준 물질인 흑연과 다를텐데 어떤식으로 작동하는 지
궁금해서 문의 드립니다. 감사합니다.
- 이차전지
- 하프셀
- 충방전
- 사이클테스트
- 전류
- C rate
각 분야 한인연구자와 현업 전문가분들의 답변을 기다립니다.
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오윤주님의 답변
2024-05-23- 0
전극에 코팅된 물질의 무게와 theoretical capacity를 이용하여 계산하는 방법을 예시를 통해 알려드리겠습니다.
각 전극활물질마다 theoretical capacity가 있습니다.
예로 Lithium Vanadium Phosphate는 voltage window가 3-4.3 V일 때 132.8 mAh/g의 theoretical capacity를 가집니다.
전극에 코팅된 물질의 무게가 1 g, theoretical capacity가 0.1328 Ah/g이라고 가정하고 1 C rate로 충방전을 한다면 0.1328 A만큼의 current로 충방전을 하게됩니다.
0.5, 5, 10 C rate는 1 C에 흘려준 current 0.1328 A에 0.5,5,10을 곱해서 구하시면 됩니다.
얻은 데이터로 specific capacity를 계산할 때는 충방전을 했을 때 얻어진 charge capacity data가 1 Ah이라면 이에 전극에 코팅된 물질의 무게를 나누면 됩니다.
만약 본인 물질의 theoretical capacity를 모른다면 계산을 통해 구할 수 있습니다.
Theoretical capacity 계산식은 구글에도 충분히 자료가 있으니 찾아보시면 될 것같습니다.
A/g으로 테스트를 할 땐, 1 A/g을 예시로 들자면, 그냥 theoretical capacity를 1 Ah/g이라고 가정하여 계산하면 됩니다.
전극에 코팅된 물질의 무게가 1 g이라고 했을 때 1 A/g에서 테스트를 하려면 1 A의 current를 흘려주면 되는 것이죠.
위의 방식들 모두 논문이나 구글에 설명이 되어 있으니 정보가 더 필요하시다면 찾아보시면 될 것같습니다 :)
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김정아님의 답변
2024-05-23- 0
안녕하세요.
활물질의 무게: 0.002 g
활물질의 이론용량: LFP라 가정하면 170 mAh/g
C-rate: 0.1C, 0.5C, 1C, 2C, 5C
<계산>
(인가해야할 전류)*(C-rate에 따른 시간[h])/0.002g=170 mAh/g
0.1C일 때, (인가해야할 전류)=170 * 0.002 /10 = 0.034 mA
0.5C일 때, (인가해야할 전류)=170 * 0.002 /2 = 0.17 mA
1C일 때, (인가해야할 전류)=170 * 0.002 /1 = 0.34 mA
2C일 때, (인가해야할 전류)=170 * 0.002 /0.5 = 0.68 mA
5C일 때, (인가해야할 전류)=170 * 0.002 /0.2 = 1.7 mA
활물질의 이론 용량을 모르는 소재의 경우에는 C-rate로 돌리지 않고 전류밀도에 따른 rate평가를 진행합니다.
송대건(sdk6068) 2024-05-29정확한 예시와 여러가지 계산을 통해서 C rate 계산에 대해서 정확하게 이해할 수 있었습니다!
염치 불구하고 한가지 질문을 더 드리고 싶습니다.
하프셀 이후 풀셀 까지 테스트를 이어가고 싶습니다만, 풀셀로 변경시 어떤 조건들을 고려하여 계산해야하는지 명확하지 않아 어려움이 있습니다. (전류밀도, C-rate)
자료들도 많다보니 양극+음극을 고려해야한다. 양극만을 고려해야한다 등 명확하게 정해지지 않은 것 같아 혼란이 옵니다.
당연히 아직 제가 연구 경험이 적어 잘 찾지 못하는 것이겠지만 명확하게 정해진 것이 있다면 알려주시면 감사하겠습니다. 감사합니다.
정확하고 하나하나 알려주셔서 너무 감사합니다. 덕분에 이해가 잘 되었습니다.
염치 불구하고 한가지 질문을 더 드리고 싶습니다.
하프셀 이후 풀셀 까지 테스트를 이어가고 싶습니다만, 풀셀로 변경시 어떤 조건들을 고려하여 계산해야하는지 명확하지 않아 어려움이 있습니다. (전류밀도, C-rate)
자료들도 많다보니 양극+음극을 고려해야한다. 양극만을 고려해야한다 등 명확하게 정해지지 않은 것 같아 혼란이 옵니다.
당연히 아직 제가 연구 경험이 적어 잘 찾지 못하는 것이겠지만 명확하게 정해진 것이 있다면 알려주시면 감사하겠습니다. 감사합니다.