초록 ▼

1. 개발목표
◦ PEO 공정을 적용한 500 WV, 5600 ㎌급 알루미늄 전해커패시터용 화성박 제조기술 개발
1) 내전압 670 Vf 이상
2) 정전용량 0.46 ㎌/㎠ 이상
3) 수명시험 (고장률시험) 9,000 시간인증 가속수명 시험
4) 굴곡시험 20회 이상 (KS M 6721)

2. 개발내용 및 결과
가. 1차년도 개발내용 및 범위
1) 미세에칭 구조에 대한 플라즈마 전해산화 피막형성기술 개발
가) 에칭박 산화피막용 플라즈마 전해산화 전해액 제조기술 개발 (전해액 성

1. 개발목표
◦ PEO 공정을 적용한 500 WV, 5600 ㎌급 알루미늄 전해커패시터용 화성박 제조기술 개발
1) 내전압 670 Vf 이상
2) 정전용량 0.46 ㎌/㎠ 이상
3) 수명시험 (고장률시험) 9,000 시간인증 가속수명 시험
4) 굴곡시험 20회 이상 (KS M 6721)

2. 개발내용 및 결과
가. 1차년도 개발내용 및 범위
1) 미세에칭 구조에 대한 플라즈마 전해산화 피막형성기술 개발
가) 에칭박 산화피막용 플라즈마 전해산화 전해액 제조기술 개발 (전해액 성분비 조정)
① 전해액 성분비 선정 (전기전도도, pH )
: KOH(0~10 g/l)+NaOH(0~5 g/l)+Na₂SiO₃,(0~30 g/l) 등
② 전해액 첨가제 및 농도 선정
: Na₃P₂O₇(0~3 g/l) + H₂O₂(0~3 g/l) 등
나) 미세에칭 구조에 대한 플라즈마 전해산화피막 형성기술개발
① Top porous (Technological) layer 두께 최소화 공정개발 (25%에서 10%로 감소)
○ 표면 discharge 변수 선정
- Discharge frequency: (0.5~10) kH - Charge density: (0.02~3)×10⁴ C/㎡
- Current density: (0.1~4)×10⁸ A/㎡
○ Power supply unit 조건 선정
- Wave form (DC, AC, Pulsed DC, Amplitude modulated AC, Bipolar pulsed DC)
- Voltage (60~500 V)
② Main function layer 치밀화 공정개발
○ α-Al₂O₃ 형성 조건 개발
- Arc/spark density: (0.1~3)×10¹⁰/㎡
- Arc/spark duration: (0.1~2)×10^-4 s
- Voltage - Coating time
③ 고전압용 300 Vf , 정전용량 0.3 ㎌/㎠급 화성박 제조
○ 화성박 성능 평가 및 산화피막 제조공정 확립
나. 2차년도 개발내용 및 범위
1) 플라즈마 전해산화에 의한 670 Vf, 0.465 ㎌/㎠ 알루미늄 전해커패시터용 화성박 개발
가) 고압 670 Vf,, 고용량 0.465 ㎌/㎠급 화성박 개발
① 50 ㎛ 두께 산화 피막 형성
② 치밀한 구조의 산화 피막 형성
나) 고내구성 화성박 개발
① α-Al₂O₃ 피막 제조 ② 산화피막 경도 향상
2) PEO 공정에 의한 화성박 연속 생산 시스템 개발
가) Roll to roll system 제작
① 적용 박막 크기 : 알루미늄 박 폭 500㎜, 길이 : 200 m
② 박막 코팅 생산량 : 코팅 속도 ; 30 ㎝/min
나) 연속 피막 형성 시스템 제작
① 대용량 전극 시스템 제작
㉮ 외부 스텐레스 전극 제작
㉯ 알루미늄 roll 전력 공급 전극 제작
② PEO 전해액 자동공급 시스템 제작
㉮ PEO 공정 bath 제작 : 길이 500 ㎜ 이상 ㉯ 전해액 순환 시스템 제작
3) PEO에 의한 500 WV, 5600㎌ 알루미늄전해커패시터 개발
가) 500 WV, 5600㎌ 알루미늄 전해커패시터 시제품 제작
① 연속 생산 시스템에 의한 화성박 제작
㉮ 고압, 고용량 화성박 적용 공정
② 알루미늄 전해커패시터 시제품 제작
㉮ 화성박의 재단 ㉯ 화성박의 권취 ㉰ 전극 삽입
③ 커패서터 성능 분석
㉮ 정격 전압 평가 ㉯ 전해커패시터 유전용량 분석
나) PEO에 의한 화성박의 신뢰성 개선
① 내구성 평가
② 환경시험 ; (KS C 6421: 전자기기용 고정알루미늄 비 고체 전해커패시터)
③ 가속수명평가 (고장률시험)
다. 개발제품 사진

3. 기대효과(기술적 및 경제적 효과)
○ 기술적 달성도
○ 국내·외 주요 수요처 현황
○ 기술적 파급효과
○ 경제·산업적 파급효과
- 알루미늄 전해커패시터의 화성박 제조공정에 플라즈마 전해산화 방식을 도입하여 생산하는 업체는 아직 없고 외국사와의 경쟁에서도 경쟁 우위 확보가 가능하다.
- 알루미늄 전해커패시터의 화성박의 내구성 및 고용량화로 적용제품의 수명 향상이 가능하고 제품의 성능이 개선된다. 고내구성 고용량의 전해커패시터 개발로 성능 및 가격경쟁력 면에서 해외시장 진출이 가능
○ 기대효과
직접효과
a)수입 대체 효과
국내 M/S 10%시 1,500 억원 (2009년 기준)
b)수출 효과 증대
세계 M/S 5%시 15,050 억원 (2009년 기준)
c)수입 가격 인하
10% 인하 시 600 억원 (2009년 기준)
d)소재 자체 및 기술 수출 효과
국내 M/S 10%시 800 억원 (2009년 기준)
간접 효과
a)국내 최고의 고내구성 고용량 산화피막 제조 기술 확보 - 외국사에 비교 기술, 소재 우위, 기술 수출 가능
b)고내구성 고용량 알루미늄 전해 커패시터 화성박 개발 - 1,000억원 이상 수출 가능
c)기타 기술분야 응용 - 나노 기술 분야 기술 응용
d)가격인하 및 공급의 안정성 도모 - 제조원가 절감 및 막대한 수출시장 확보 가능
e)적용 제품의 수명 개선으로 부품교체 비용 감소 - 제품 수명 향상으로 전기자동차, 고속전철 등의 부품교체 비용 절감

4. 적용분야
○ 전기자동차, 하이브리드 자동차, 고속전철
○ 인버터, 전력송전설비

(출처 : 부품소재기술개발사업 최종보고서 초록)

목차 Contents

• 표지 ... 1최 종 보 고 서 제 출 서 ... 2제 출 문 ... 4부품소재기술개발사업 최종보고서 초록 ... 5목차 ... 39제 1 장 서론 ... 40 제 1 절 개발기술의 중요성 및 필요성 ... 40 제 2 절 국내·외 관련 기술의 현황 ... 48 제 3 절 기술개발 시 예상되는 기술적·경제적 파급 효과 ... 52제 2 장 기술개발 내용 및 방법 ... 54 제 1 절 최종 목표 및 평가 방법 ... 54 제 2 절 연차별 개발 내용 및 개발 범위 ... 55제 3 장 결과 ... 60 제 1 절 PEO에 의한 알루미늄 산화피막 개발 ... 60 제 2 절 PEO를 적용한 전해 커패시터용 화성박 개발 ... 71 제 3 절 PEO를 적용한 알루미늄 전해커패시터 시제품 제작 ... 84 제 4 절 개발된 알루미늄 전해커패시터의 신뢰성 평가 ... 91 제 5 절 화성박의 생산성 평가 ... 101 제 6 절 개발내용 요약 및 목표 달성도 평가 ... 102제 4 장 사업화 계획 ... 120 제 1 절 시장 현황 ... 120 제 2 절 사업화 전망 ... 121 제 3 절 사업화 추진계획 ... 123부록 출원 특허 ... 126끝페이지 ... 133