초록 ▼

1. 최종년도 목표
◦ 이차전지 및 소재의 고장 분석과 열화 거동의 규명을 위한 고도분석 장비 및 프로세스 구축
- 이차전지 소재의 고도분석을 위한 장비 구축
- 이차전지 열화 거동 규명을 위한 고도분석 기반 구축
- 이차전지 고장 모드 분석을 위한 기반 구축
- 이차전지 소재 분석, 열화 거동 규명, 고장 모드 분석을 위한 프로세스 구축
- 분석 결과의 데이터베이스화에 의한 정보 체계 구축

1.1 인프라성격별 최종목표
[장비구축 및 활용]
최종목표:
o 이차전지 소재 고

1. 최종년도 목표
◦ 이차전지 및 소재의 고장 분석과 열화 거동의 규명을 위한 고도분석 장비 및 프로세스 구축
- 이차전지 소재의 고도분석을 위한 장비 구축
- 이차전지 열화 거동 규명을 위한 고도분석 기반 구축
- 이차전지 고장 모드 분석을 위한 기반 구축
- 이차전지 소재 분석, 열화 거동 규명, 고장 모드 분석을 위한 프로세스 구축
- 분석 결과의 데이터베이스화에 의한 정보 체계 구축

1.1 인프라성격별 최종목표
[장비구축 및 활용]
최종목표:
o 이차전지 소재 고도분석 장비 구축(30%)
- 다목적 고분해능 전자현미경 장비 구축
- 양음극 소재, 분리막, 전해질의 고정밀 분석 기반 구축
세부목표:
o 이차전지 양음극 소재 일괄 분석 기반 구축
- 소재의 물리적 특성 분석 : 입도, 비표면적, 탭밀도,
- 소재의 화학적 특성 분석 : 조성, 불순물 농도 등
- 소재의 전기화학적 특성 분석
o 이차전지 소재 고도분석 기반 구축
- in-situ XRD 분석 기반 구축
- TEM(STEM, EELS, EDS) 등 전자현미경 기반 고도분석 기반 구축
- in-situ 전지 소재 및 반응 기구 분석 기반 구축

최종목표:
o 이차전지 고장 및 열화거동 고도분석 기반 구축(30%)
세부목표:
o 이차전지 소재의 열화거동을 규명하기 위한 분석 장비 구축
- 이차전지 비파괴·파괴 분석 기반 구축(해체 전·후 전지 상태에 대한 분석 기법)
- 소재의 고도분석 기법을 적용한 고장, 열화 분석 기반 수립

[표준활동]
최종목표:
o 이차전지 및 소재의 고도분석을 위한 프로세스 구축(15%)
세부목표:
o 이차전지 핵심 소재 분석 프로세스 수립
o 이차전지 고장 및 열화 분석을 위한 프로세스 수립

최종목표:
o 핵심 부품소재 평가 표준화 방안 수립(한국전지연구조합과 협업)(15%)
세부목표:
o 핵심 부품소재 평가법 표준화 방안 수립
- 전지업체별로 상이한 평가법을 표준화하여 제품 개발을 보다 효율적으로 수행할 수 있도록 전지연구조합과 연계한 표준화 방안 수립

[정보구축 및 제공]
최종목표:
o 이차전지 핵심 소재의 분석 데이터베이스 구축(5%)
세부목표:
o 이차전지 핵심 부품소재의 분석 데이터베이스 구축
o 구축된 데이터베이스를 관련 참여기업의 제품 개발 및 문제 해결 시 제공

최종목표:
o 이차전지 고장, 열화 거동에 대한 데이터베이스 구축(5%)
세부목표:
o 이차전지 고장, 열화 거동에 대한 분석 결과 데이터베이스화
o 이차전지 분석 결과의 데이터베이스를 향후 제품화 개발 시 관련 기업이 활용할 수 있도록 제공

1.2 기술부문별 최종목표
[이차전지 고도분석장비구축]
최종목표:
o 다목적 고분해능 전자현미경 장비 구축
- 시료 전처리 장비 구축
- 전지 소재 전문 분석을 위한 전자현미경 장비 체계화 (30%)
세부목표:
o EELS, EDS, STEM 등 전지 핵심 소재의 이미지와 조성, 구조 등 다목적 분석 기능을 구비한 전자현미경 장비 구축
o 전자현미경 분석 시료 준비를 위한 시편 준비 장치를 드라이룸 내 설치하여 외부 환경에 민감한 리튬이온전지 소재 전처리 장비 구축
o FE-SEM, FIB-ESEM과 연계된 전지 소재 전문 분석용 전자 현미경 분석 기반의 체계화

최종목표:
o 양음극 소재, 분리막, 전해질 등의 고정밀 분석 기반 구축
- 양음극 소재의 고정밀 화학분석을 위한 기반 구축
- 양음극 소재의 물리적 특성 분석을 위한 기반 구축
- 전지용 핵심 부품소재의 전지 평가 기반 구축(20%)
세부목표:
o 전지 소재에 요구되는 고정밀 화학분석(ppb 수준)의 성분 분석 기반 구축
- ICP-MS, NMR 등 장비 구축 및 기존 분석 장비(GC-MS, in-situ DEMS, CHNS 분석 등)와 연계하여 소재 분석 정밀도 향상 방안 마련
o 전지용 핵심 부품소재의 적용성 판별을 위한 소형 전지부터 완성 전지까지의 제조·평가 장비 구축
- 전지 제조기술, 평가기술의 체계화와 전지 설계·제조 인자에 따른 영향 평가법 수립

[이차전지 고장 및 열화분석 기반 구축]
최종목표:
o 전지 제자리 분석 기반 구축
- 리튬이차전지 해체 기술 체계화
- 리튬이차전지 비파괴 분석 기법 발굴
- 리튬이차전지 해체 순서 및 시료 채취 기법 개발(30%)
세부목표:
o 고장, 열화된 전지의 제자리 분석을 위한 기반 구축
- 고장, 열화된 전지를 해체하기 이전에 전지의 내부 특성을 예측할 수 있는 기법 발굴
- 고장, 열화된 전지를 안전하게 해체하기 위한 방법 체계화
- 고장, 열화된 전지의 해체 순서 및 해체 시 측정해야할 항목 등 작업 지시서 수립
- 고장, 열화된 전지로부터 분석하고자 하는 시료의 채취 기술 개발
- 채취한 시료를 분석하는 프로세스와 고도분석기술의 적용 방안 구축

[분석 프로세스 구축]
최종목표:
o 이차전지 핵심 부품소재의 평가 프로세스 및 평가법 체계화(10%)
o 이차전지 핵심 부품소재의 물리적, 화학적, 전기화학적 분석 방법 및 분석 조건에 대한 표준화 방안 마련
o 고장, 열화된 전지의 분석 프로세스 구축(10%)
세부목표:
o 고장, 열화된 전지의 원인 분석을 위한 분석법 체계화와 프로세스 수립
o 고장, 열화 모드에 따른 데이터베이스 구축으로 향후 원인 분석에 활용

2. 당해 기반구축 목적 및 중요성
2.1 기반구축의 목적
○ 이차전지 및 소재의 고도분석과 체계적 분석을 위한 전문 인프라 구축
○ 이차전지 및 소재의 고도분석 기술 개발
○ 이차전지의 고장원인과 열화거동을 분석할 수 있는 전문화된 제자리, 실시간 분석 장비의 구축과 이를 통한 기업체 기술 지원
2.2 기반구축의 중요성
○ 이차전지 중 에너지밀도가 높은 리튬이온전지는 모바일 IT 산업의 핵심 부품으로 자리매김하고 있으며, 모바일 디바이스의 전력원으로 없어서는 안될 핵심 제품임
○ 리튬이온전지의 높은 에너지밀도는 전지자동차에서도 기존의 니켈수소전지를 대체하거나, 새로운 전기자동차 개발에 적용하고 있으며, 모바일 제품에서 차지하는 리튬이온전지에 비해(휴대폰의 경우 이차전지 가격 비중이 5% 수준) 훨씬 높은 가격 비중을 차지하여 그 중요성이 증폭되고 있음(HEV의 경우 10%, 순수 전기차는 60% 이상)
○ 전력산업은 최근 스마트그리드 등 미래 전력망 사업이 큰 관심을 받고 있으며, 여기에는 신재생에너지와 이차전지가 중심이며, 특히 전력망을 안정적이고 효율적으로 운영하기 위해서는 전력을 저장했다 사용하는 기술의 확보가 핵심이 되고 있음

3. 기반구축 내용 및 범위
3.1 기반구축의 내용
○ 이차전지용 핵심 부품소재의 평가 기반을 체계화하여 one stop으로 분석 서비스를 제공할 수 있도록 인프라를 집중 구축
○ 이차전지 및 소재의 고도분석을 위한 in situ 분석법, 비파괴·파괴 분석 기술 개발
○ 이차전지의 고장원인과 열화거동을 체계적으로 분석할 수 있는 분석 프로세스 수립
○ 이차전지 및 소재의 고장·열화 현상을 분석한 사례 발굴 및 데이터베이스화
3.2 기반구축의 범위
○ 이차전지에 사용하는 소재는 소재의 기본 물성(물리적, 화학적, 전기화학적) 측정부터 전지에 적용하기 위한 응용 기술 등 다양한 분야의 기반 기술이 필요하며, 하나의 소재를 개발하는데 이러한 평가 체계가 필요
○ 소재를 산업화하기 위해 필요한 다양한 분석 및 평가 기술을 체계화하고, 이를 지원하기 위해 one stop으로 소재의 특성과 성능을 평가해 줄 수 있는 인프라와 전문기관이 필요하며, 이는 향후 전지와 소재의 산업화에 큰 힘이 될 수 있음
○ 이차전지의 핵심 제품으로 부상한 리튬이온전지는 향후 전지차, 전력저장 등 이머징 마켓의 핵심 부품으로, 리튬이 수분 등 외부 환경에 민감하기 때문에, 전지의 고장과 열화 분석을 위해서는 해체와 함께 제자리에서 분석하는 기술의 확보가 경쟁력을 좌우
○ 또한, 향후 리튬이차전지 산업과 관련 수요 산업의 성장과 발전을 위해서는 기존 소재의 한계를 극복하는 기술의 개발이 필요하며, 이를 위한 고도분석기술과 기반 구축은 핵심 요구 사항임
○ 이러한 기반 구축과 분석기술의 개발을 통해 분석 프로세스를 체계화하고 관련 인프라를 효과적으로 연계하여 구축하는 것은 국가 관련 기술의 공통분모로 작용할 것으로 전망

5. 활용방안 및 기대효과
5.1 활용방안
○ 본 과제를 통해 신규로 구축한 인프라와 기 구축된 인프라를 통합하여 2013년 10월부터 “차세대전지 기업지원센터”의 이름으로 보유 인프라를 Open 연계하여 보다 효율적인고 체계적인 분석을 지원함
○ 차세대전지 기업지원센터에 결과활용기관으로 등록한 기관에 대해서는 비용, 시간적 측면에서의 우선순위를 가질 수 있도록 권장
○ 본 과제로 구축된 분석 인프라도 지식경제 기술혁신사업, 녹색산업선도형 이차전지기술개발사업, 산업융합원천기술개발사업 등과 같은 중장기 사업을 기술혁신 핵심 하부구조로 지원할 수 있도록 함
5.2 기대효과
○ 리튬이온전지 부품소재의 국산화율을 70% 이상으로 개선하기 위한 기술적 지원
○ 부품소재 산업의 수출 산업화 지원
○ 리튬이온전지 기술의 혁신과 Post-LIB 기술 개발 주도

(출처 : 요약서(초록))

목차 Contents

• 표지 ... 1최종보고서제출서 ... 2제출문 ... 3요약서(초록) ... 4목차 ... 9제 1 장 사업의 개요 ... 10 제 1절 사업의 정의 및 비전 ... 10 제 2절 관련 산업동향 ... 16 제 3절 사업목표 및 내용 ... 27 제 4절 사업변경내역 ... 41제 2 장 사업추진 실적 ... 42 제 1절 사업 목표 및 내용 ... 42 제 2절 사업추진 세부내용 ... 45 제 3절 사업추진실적 현황표 ... 140제 3 장 사업추진 성과 ... 141 제 1절 사업추진 성과, 보급 및 확산 ... 141 제 2절 사업추진 효과 ... 145 제 3절 사업 홍보 ... 146 제 4절 파급 효과 ... 150 제 5절 간접적 성과 ... 151 제 6절 해당분야 산업발전 기여도 ... 151 제 7절 해당분야 지역발전 기여도 ... 152제 4 장 성과활용 계획 ... 153 제 1절 사업 종료 후 기관 운영방안 ... 153 제 2절 사업 종료 후 수익금 발생 ... 154 제 3절 차수별 성과 활용방안 ... 155끝페이지 ... 157