: In this dissertation, a new method of increasing the temperature of a lithium-ion battery at low temperature using self-heating is proposed. First, the characteristic of lithium-ion batteries, which increase the temperature increase rate at low temperatures, are studied. It is confirmed that the lithium-ion battery cell structure having high power characteristics increases the current at low temperature to increase the heating rate. In addition, it is also confirmed that the heating rate can be increased by lowering the electrolyte resistance at low temperature by using an electrolyte with a low freezing point. Using this characteristics, a new low-temperature lithium-ion battery for optimal selfheating is proposed. Second, as a method for heating a lithium-ion battery at a low temperature, a new self-heating technique using a variable frequency is proposed compared to the conventional selfheating technique using a fixed frequency. Frequency variable self-heating technology can search a resonance frequency point that allows the maximum current to flow at low temperatures. At this resonance frequency point, the heating speed of the lithium-ion battery can be maximized.
본 학위논문에서는 자가 발열 기술을 이용한 저온에서의 리튬이차전지를 승온하는 새로운 방법에 대하여 제안한다. 먼저 기존보다 저온에서 승온 속도를 빠르게 하는 리튬이차전지 특성에 대하여 연구하였다. 저온에서도 고전류가 가능한 높은 출력 특성을 가지는 리튬이차전지 셀 구조가 저온에서 전류를 증가시켜 히팅 속도를 빠르게 하는 점을 확인하였다. 또한 저온에서의 어는점이 낮은 전해질을 사용하여, 저온 전해질 저항을 낮춰 히팅 속도를 빠르게 할 수 있는 점을 확인하였다. 이런 특성을 이용하여, 최적의 자가 발열을 위한 새로운 저온 리튬이차전지에 대하여 제시하였다. 다음으로, 저온에서 리튬이차전지를 빠르게 승온하기 위한 방법으로 기존 고정 주파수를 이용한 자가 발열 기술 대비하여 새로운 주파수 가변을
이용한 자가 발열 기술을 제안하였다. 주파수 가변 자가 발열 기술은 저온에서 전류를 가장 많이 흘릴 수 있는 공진 주파수를 찾을 수 있다. 또한 이러한 공진 주파수에서 리튬이차전지의 히팅 속도를 최대화 할 수 있다.
