초록 ▼

본 연구를 통해 아래와 같은 성과를 달성함
○ 연구개발과제의 목적 및 필요성 검토
○ 연구개발 범위 및 내용 확정
○ 국내외 커패시터 기술개발 현황 조사 및 비교
○ 중대형 하이브리드 커패시터 모듈 개발을 위한 소재 단위의 기반 연구, 소형셀 제작 및 매체 시스템 기본 설계 수행
- 수송시스템용 중대형 전극/셀/모듈 제작을 위한 설계 사양 정립
- 탄소 나노소재 기반의 중대형 셀 제작을 위한 소규모 전극샘플 제작 및 시험
- CMS(Capacitor Management system) H/W 및

본 연구를 통해 아래와 같은 성과를 달성함
○ 연구개발과제의 목적 및 필요성 검토
○ 연구개발 범위 및 내용 확정
○ 국내외 커패시터 기술개발 현황 조사 및 비교
○ 중대형 하이브리드 커패시터 모듈 개발을 위한 소재 단위의 기반 연구, 소형셀 제작 및 매체 시스템 기본 설계 수행
- 수송시스템용 중대형 전극/셀/모듈 제작을 위한 설계 사양 정립
- 탄소 나노소재 기반의 중대형 셀 제작을 위한 소규모 전극샘플 제작 및 시험
- CMS(Capacitor Management system) H/W 및 S/W 기초 설계

Abstract ▼

Recently, there have been vigorous worldwide efforts devoted to finding the energy storage device solution with high energy and power densities for electric-powered heavy-duty vehicles to cope with the global environmental issues resulted from the carbon emissions through transportation. Hybrid capa

Recently, there have been vigorous worldwide efforts devoted to finding the energy storage device solution with high energy and power densities for electric-powered heavy-duty vehicles to cope with the global environmental issues resulted from the carbon emissions through transportation. Hybrid capacitors were originally devised to offer bulk energy storage capability through convergence with (secondary) battery technologies on the basis of high-power density characteristics in nature of the conventional supercapacitors. Unfortunately, the commercialized hybrid capacitors does not sufficiently meet the needs required for extended utilization in electric vehicles, yet. Thus, it is essential to develop the hybrid capacitors based on new electro-chemical mechanisms and novel materials (e.g., Carbon Nano-materials) for maximizing the bulk energy storage capability. In this study, the existing state-of-the-are technologies for hybrid capacitors were reviewed in terms of device system configuration and electro-chemical performance of its essential components (e.g., anode and cathode materials or electrolytes). Based on these investigations, the target specifications and design parameters of hybrid capacitors suitable for transportation applications were also established. Most importantly, the synthesis of carbon nanomaterials-based composites (with 2D materials such as MoS2 or metal hybrid materials) on the electrodes was successfully performed, and their electro-chemical performance was assessed by implementing the small pouch cells. Finally, the basic concept design for S/W and H/W configurations of the CMS (i.e., Capacitor Management System) was achieved. Eventually, the evaluation results collected in this study will be reflected in prototype production for further improvement.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 3
• 보고서 요약서 ... 5
• 요 약 문 ... 7
• SUMMARY ... 11
• CONTENTS ... 12
• 목차 ... 13
• 표목차 ... 14
• 그림목차 ... 15
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 21
• 제1절 연구개발의 필요성 ... 21
• 제2절 연구개발의 목표 및 내용 ... 26
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 29
• 제1절 탄소 나노소재 기반 고용량 커패시터 개발 동향 ... 29
• 제2절 슈퍼커패시터용 전극소개 개발 동향 ... 47
• 제3절 국내·외 기술개발/산업 동향 및 시장성 분석 ... 106
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 114
• 제1절 기존 매체의 사양분석 및 개발방향 정립 ... 114
• 제2절 하이브리드 커패시터 전극소재 개발 및 소형샘플 제작 ... 141
• 제3절 CMS(Capacitor Management System) H/W 및 S/W 기초 설계 ... 161
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 172
• 제1절 연구개발 목표의 달성도 ... 172
• 제2절 기술개발에 따른 관련분야 기여도 ... 174
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ... 176
• 제1절 활용방안 ... 176
• 제2절 앞으로의 전망 ... 178
• 참고문헌 ... 179
• 끝페이지 ... 181