The battery market is growing day by day as the devices that store and use electricity are emerging throughout the industry like electric cars. With the success of the Li-ion battery, the structural battery, which granted load-bearing capability to batteries, concept has drawn attention. Thus, studies have been conducted to make structural battery by using the light and superior mechanical properties composite material, which shared layered structure concept. In this master’s thesis, shedding from plate type structural battery, which had unstable electrochemical performances with relatively low mechanical properties, cylinder type structural battery was proposed. Through this hollow-cylindrical composites structural battery, it guarantees the confined distance between the electrodes by its closed section stiffness and a new sealing method conceived from pouch cell helped to increase cyclic stability. Furthermore, in order to check the feasibility of the proposed features, not only pure electrochemical performance experiment but also measuring the changes in electrochemical performance under load was confirmed. Through this paper, it has been verified the hollow-cylindrical composites structural battery could be used as a single independent battery system.
전기차를 필두로 전기에너지를 저장하여 사용하는 기기들이 산업, 생활 전반에 대두됨에 따라 배터리 시장은 나날이 커져가고 있다. 이러한 성공에 힘입어 배터리의 사용성을 향상시키기 위해 하중을 지지하는 구조 성능을 부여하는 구조 전지의 개념이 주목 받기 시작했다. 이에 전지와 층상구조라는 공통점을 공유하는 폴리머 복합재료를 사용하여 전체 구조물의 무게를 줄이고, 우수한 물성을 내려는 연구가 진행되어 왔다. 본 학위논문에서는 전기화학적 성능과 물리적 성능 모두 불완전했던 보고되어 오는 기존의 평판 형상 구조 전지에서 벗어나, 원통형으로 제작하는 것으로 전극 간 간격에 대한 구속 요건을 확보하고, 파우치 셀에서 착안한 새로운 차폐 방법을 사용하여 단일 구조물로 상당한 수준의 사이클 안정성을 얻어낸 중공 실린더 형상의 복합재료 구조 전지를 제시한다. 제시한 형상에 대한 당위성을 확인하기 위해, 순수 전기화학적 성능 실험만이 아니라, 하중을 가한 상태에서 전기화학적 성능의 변화 또한 확인하였다. 이를 통해 제작된 중공 실린더 형상 복합재료 구조 전지가 하나의 독립된 전지 시스템으로 사용될 수 있음을 검증하였다.
