Red Bull 에너지 저장 장치 부품 20082598 박성도 20082611 배준하 20082612 배지송 20082659 장철원 20082642 이승용

Contents 1.문제정의 2.개념설계 -제한요소 -대안 -Profile -Rule -Schedule - 친환경에너지사업 - 2차전지 - PTC정의, 현황, BaTiO3 - 온도-저항 - 결정구조-저항 - 문제점 및 요구사항 - H.O.Q - EDS 2.개념설계 -제한요소 -대안 바이메탈 절연체 적층형 구조 소자개선 -대안평가 -최종대안 참고문헌

Profile 이름 학번 전화번호 직책 박성도 20082598 팀장 이승용 20082642 PPT 장철원 20082659 총무 배준하 20082611 서기 배지송 20082612 정보처리

Rule 기밀엄수 시간준수 역할충실 비판금지 긍정적 마인드

Schedule 일정 4월 5월 6월 업무 9~11 12~15 16~29 4/30~6 7~15 16 1 . 팀 구성, 임무분담 2 . 자료 조사 및 수집 3 . 자료 분석 후 종합 4 . QFD/HOQ 수행 5 . 개념 설계 6 . 1차 발표 7 . 형상 설계 8 . 설계 검토 9 . 2차 발표

친환경 에너지 산업 태양 수력 지열 풍력 2차 전지

2차전지 시장 현황 모바일기기 자동차 전력저장 노트북, 휴대폰, 전등공구, 카메라, 게임기,등 HEV, PHEV, BEV 시장가치 2010년 64.4조원 2011년 67.2조원 전력저장 발전, 송배전, 전력소비

국가별 이차전지 점유율 2008년 2011년

2차 전지 설비투자 단위 : 억 원

2차 전지 구조

2차 전지 원리

현재 2차 전지가 갖는 고민 서미스터 전해질 용량 안전성 수명

국내의 PTC 현황

Positive Temperature Coefficient Thermistor PTC의 정의 Positive Temperature Coefficient Thermistor 정온도 특성을 갖는 열에 민감한 저항체 BaTiO3를 주성분으로 하고, 소량의 희토류 원소를 첨가함으로써 도전성을 갖게 되는 n형 반도체의 일종 큐리점 부근에서 대단히 큰 유전율을 갖고있으며 세라믹 고용체를 만들어서 큐리점을 자유로이 변화시키는 특징이 있다. 강유전상에서 상유전상으로 전이하는 온도부근에서 비저항이 급격히 상승하고 큐리점의 이동과 함께 저항 변화점도 이동하는 특성을 갖고 있다.

BaTiO3 페로브스카이트 형 구조 큐리온도 결정구조 변화 강유전상, 상유전상 편극축 변화 바륨 Ba 산소 O 티타늄 Ti

온도-저항 열 저항 소자의 온도 상승과 소비 전력의 비 트랜지스터의 온도 상승 Tj-Ta＝Rth/Pc 트랜지스터의 온도 상승은 컬렉터 손실에 비례한다. Rth: 열 저항 Pc: 컬렉터 손실(W), 접합부의 온도: Tj(℃) 주위 온도: Ta(℃)

결정구조-저항 Resistivity[Ω.Cm] Temperature[°C] 106 105 10⁴ 103 -50 0 50 100 150 200 Temperature[°C]

문제점 및 요구사항 아크 전류로 인한 손상 강도 발열 안전성

H.O.Q 9

D W E.D.S 사용환경에서 받는 충격에 견뎌야 한다. 큐리점 온도이하에서는 전기전도성이 좋아야 하고 이상에서는 급감해야 한다. 반복적인 열을 받는 상황에서 견뎌야 한다. 전기적인 환경에서 다른 소재와 반응이 없어야 한다. W 회로가 열로 인해 손상되지 않아야 한다. 오랜 사용환경에서 부식되지 않고 견뎌야 한다. 적절한 밀도로 전지의 무게에 큰 영향을 주지 않는다.

제한 요소 수 명 경제성 안전성 회로의 적정 온도를 조절 반복적인 열 응력에 버텨야 한다. 수 명 회로의 적정 온도를 조절 반복적인 열 응력에 버텨야 한다. 사용환경에서 발생하는 충격에 버틸 수 있어야 한다. 경제성 대량의 생산공정이 가능해야 한다. 다른 배터리 부품과도 호환성이 좋아야 한다. 재료의 가격 변동이 심하지 않아야 한다. 안전성 다른 소자와의 화학반응으로 인해 부식의 피해를 주지 않아야 한다. 아크발생에 의한 손상과 이차적 피해가 없어야 한다.

대 안 바이 메탈 절연체 적층형 구조 소자개선 1. 수 명 2. 경제성 3. 안전성

바이 메탈 리드선을 바이 메탈로 제작한다.

절연체 리드선 헤드 절연체 탄성중합체 재질의 절연체를 몰딩 부에 결합 공정 단축(절연판 역할) 아크 방전의 발생 방지

적층형 구조 상호 대향하여 결합하는 한 쌍의 써미스터 화학물질이 들어가게 되면 발열과 소비부분을 상당부분을 개선하게 되고 수율이 높아져서 경제적 가치가 높아진다. 한 쌍의 내부전극의 사이의 공간에 내부전극과 중첩되지 않도록 필름을 포함하며, 필름은 써미스터 조성성분과 동일하여 공간으로 인한 물리적, 전기적 결함을 최소화 한다.

소자개선 재료에 따른 각 소자의 큐리온도가 다르다. 소자에 따라 PTC가 적용되는 분야 또한 달라짐. Ba,La,K Ex) BaSrO3 BaPbO3 LaCrO3 LaFeO3 KTaO3 KNbO3 LiNbO3 O Sr,Pb,Cr,Fe,Ta,Nb

대안 평가 작동환경 저항 강도 공정간편 내화학성 조립용이 재료단가 총계 가중치 0.12 0.16 0.1 0.18 0.08 0.2 1 바이메탈 4 2 3 2.28 절연체 2.26 적층구조 2.30 소자개선

최종 대안 Hybrid 소자개선 바이메탈 절연체 적층구조

참고문헌 이차전지 핵심소재 전격 분석 세미나 / 한국미래기술교육연구원 (그림으로 보는) 연료전지 / 공업조사회 화학적 침전법으로 제조된 의 소결온도에대한 PTC특성 / 박향숙 RF/DC 마그네트론 스퍼터법에 의한 Ba1-xYxTIO3계 세라믹 박막의 제조와 PTC효과에 관한 연구 / 양용석 高溫 領域에 있어서 PTC 서어미스터의 破壞 特性에 關한 硏究 / 정영철 RF Sputter 방법으로 제작한 BaTiO3계 박막의 미세 구조 및 PTC 서미스터 물성에 관한 연구 / 송민종 이차전지 핵심소재 전격 분석 세미나 / 한국미래기술교육연구원 (그림으로 보는) 연료전지 / 공업조사회 電子材料物性學 / 배철훈