초록 ▼

기획목표
강릉센터의 중장기적 발전을 위하여 현재 센터의 현황 및 문제점을 파악하고 국가사회문제 해결형 융합연구 수행 및 지역거점 신소 재분석 분야 핵심 연구소로 발전하기 위한 연구방향 및 목표를 설정하고 미래발전사항을 기획함
강릉센터 중점추진사업
아래와 같은 요소기술 확립을 바탕으로 향후 국가적 핵심산업이 될 이차전지산업의 도약에 중추적 역할을 할 영동지역 비철금속부품소재분야 산·학·연 클러스터 대상 산업기초과학기술부문의 분석·평가기술을 근접 지원하고자 함
1) 나노기공성 비철금속 신소재 개발 및 표면 처리 기

기획목표
강릉센터의 중장기적 발전을 위하여 현재 센터의 현황 및 문제점을 파악하고 국가사회문제 해결형 융합연구 수행 및 지역거점 신소 재분석 분야 핵심 연구소로 발전하기 위한 연구방향 및 목표를 설정하고 미래발전사항을 기획함
강릉센터 중점추진사업
아래와 같은 요소기술 확립을 바탕으로 향후 국가적 핵심산업이 될 이차전지산업의 도약에 중추적 역할을 할 영동지역 비철금속부품소재분야 산·학·연 클러스터 대상 산업기초과학기술부문의 분석·평가기술을 근접 지원하고자 함
1) 나노기공성 비철금속 신소재 개발 및 표면 처리 기술 확립
2) 이차전지용 다공성 금속산화물 박막 소재 개발
3) 3차원 나노주형을 이용한 고용량-고속충방전 리튬이온 배터리 재료 개발
4) 이차전지용 소재개발을 위한 XRD를 활용한 신 분석법개발
5) 중소기업지원 - 비철금속 부품소재 산업기초기술부문 분석·평가 기술통합 지원

Abstract ▼

Battery technologies have a rich history of investigation as electrical storage mediums. Lead-acid batteries were the first practical secondary battery technology; these batteries have an energy density of 20 – 50 Wh/kg and were first widely used in automotive applications as early as the late ninet

Battery technologies have a rich history of investigation as electrical storage mediums. Lead-acid batteries were the first practical secondary battery technology; these batteries have an energy density of 20 – 50 Wh/kg and were first widely used in automotive applications as early as the late nineteenth century. Over the last ~50 years, advances in materials and electrochemistry created new secondary battery chemistries including nickel-cadmium and nickel-metal-hydride that provided improvements in both energy and power density, up to 100 Wh/kg and 700 W/kg. Lithium ion batteries have the highest performance characteristics of all commercial battery technologies, and can provide energies up to 200 Wh/kg and powers up to 2000 W/kg, and are used in many consumer electronics and are beginning to be found in hybrid and electric vehicles.
Generally however, over the last century battery advancements have generally been evolutionary and not revolutionary, with only incremental improvements in both energy and power density. Only through a paradigm shift in battery design will dramatic improvements in energy and power density be possible. Fundamentally, batteries technologies are limited in the maximum power density / discharge rate they can achieve because of slow kinetics related to ion and electron transport, and this becomes especially problematic at low temperatures. Reducing the characteristic ion and electron diffusion lengths within the active battery material has proven the most successful in increasing power densities and discharge rates, however prior to our work, this always resulted in a substantial decrease in energy density. Our recent advancements in porous 3D electrodes provided a transformative jump in battery power density, to 103-104W/kg, which was enabled by the way our structure dramatically reduced the ion and electron diffusion lengths, without sacrificing energy density. Microbatteries have been developed to power cm2 sized devices and microelectronics, but have not seen wide spread adoption due to limits in their energy and power capabilities. Thin film lithium ion batteries have high power relative densities as their active material thicknesses are less than 1 micrometer. However, the actual power and energy provided by thin film batteries is generally not sufficient to meet the energy and power demands of microelectronic devices due to the batteries inherent 2D nature. Building into the 3rd dimension is necessary to increase power and energy density. Here, we suggest a new technology to build up an advanced battery structure using 3D metal nano template.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 요약문 ... 3
• SUMMARY ... 4
• CONTENTS ... 5
• 목차 ... 6
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 7
• 1절 리튬이온전지 소재개발 분야 추진배경 ... 7
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 11
• 1절 국내외 현황 ... 11
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 16
• 1. 나노기공성 비철금속 신소재 개발 및 표면 처리 기술 확립 ... 16
• 2. 이차전지용 다공성 비철금속산화물 박막 소재 개발 ... 17
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 25
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 28
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 29
• 제 7 장 참고문헌 ... 30
• 끝페이지 ... 31