Seungwon Yang1, Nayeon Kim1, Eunsae Kim1, Minhong Lim1, Joonam Park2, Jihun Song2, Sunho Park2,
Williams Agyei Appiah2, Myung-Hyun Ryou3**, and Yong Min Lee2*양승원1·김나연1·김은새1·임민홍1·박주남2·송지훈2·박선호2
Williams Agyei Appiah2·유명현3**·이용민2*
1College of Transdisciplinary Studies, Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology (DGIST)
2Department of Energy Science and Engineering, Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology (DGIST)
3Department of Chemical and Biological Engineering, Hanbat National University1대구경북과학기술원 기초학부, 2대구경북과학기술원 에너지공학전공,
3한밭대학교 화학생명공학과
리튬이차전지(Lithium Secondary Batteries)를 에너지원으로 채용하는 분야가 다양해짐에 따라,
기존 요구 특성뿐만 아니라 각 분야에 특화된 성능 평가 결과까지 요구하고 있다. 이에 대응하
기 위해 각 전지 제조사는 연구 인력을 충원하고 고가의 장비를 지속적으로 도입해서 다수의 전
지를 오랜 기간 평가해야 하는 어려움을 겪고 있다. 이를 해소하기 위해, 전지 모델링
(Modeling)을 기반으로 한 모사(Simulation) 기법을 도입하여, 실험 횟수를 최소화하고 실험 시
간도 단축하려는 시도를 지속하고 있다. 현재까지 다양한 리튬이차전지 모델링 기법이 보고되고
있으며, 목적에 따라 최적 기법이 선택 및 활용되어 왔다. 본 리뷰 논문에서는 뉴만(Newman)
모델을 기반으로 한 전기화학적 모델링(Electrochemical Modeling) 기법을 상세히 설명한다. 특
히, 전극 반응속도를 나타내는 버틀러-볼머식(Butler-Volmer Equation), 각 상(Phase)에서 전자와
이온의 균형 방정식 (Material and Charge Balance Equations), 그리고 전지의 온도 변화를
설명할 수 있는 에너지 균형 방정식 (Energy Balance Equation)의 물리적 의미를 쉽게 설명하
고, COMSOL Multiphysics를 이용한 간단한 해석 과정과 결과를 제시한다.
Keyword : Electrochemical Modeling and Simulation, Butler-Volmer Equation, Material and Charge
Balance, COMSOL, Lithium Secondary Battery