초록 ▼

스프링과 유사한 Hollow-spiral 이라는 신규 전극 구조 개발을 통해서 선형의 유연성을 가진 電池를 개발하였음. 소재 차원에서도 새로운 형태의 전해질 (고분자 고체 전해질)과 신규 팩키징 소재를 도입하였고, 공정 차원에서도 Wire coating을 도입하고 새로운 형태의 조립 공정을 도입하였음. 파일럿 수준의 제품성능 확보를 위해 30mAh(100Wh/L)급 설계 技􈱎 확보 및 수명 퇴화 mechanism분석 및 내구성 증대(6000회@15R 달성),수명 0.5C/0.5C >90%@300cycle의 성능을 확보하였음. 또한

스프링과 유사한 Hollow-spiral 이라는 신규 전극 구조 개발을 통해서 선형의 유연성을 가진 電池를 개발하였음. 소재 차원에서도 새로운 형태의 전해질 (고분자 고체 전해질)과 신규 팩키징 소재를 도입하였고, 공정 차원에서도 Wire coating을 도입하고 새로운 형태의 조립 공정을 도입하였음. 파일럿 수준의 제품성능 확보를 위해 30mAh(100Wh/L)급 설계 技􈱎 확보 및 수명 퇴화 mechanism분석 및 내구성 증대(6000회@15R 달성),수명 0.5C/0.5C >90%@300cycle의 성능을 확보하였음. 또한 반자동화 설비를 통한 설비 개발 진행하여 코터,슬리터,조립기,패키징 단동설비를 개발('14.10~'15.10)하였으며 파일럿 feasibility테스트를 통하여 파일럿 공간 구축 및 물류station을 포함한 양산 라인,설비 설계 및 라인 speed를 예측하였음.('15.10~'16.10) 현재 미주 F사, L사등에 고객향 샘플 제출 및 1차 feedback 진행 및 2차샘플 논의 중이며 국내 L사 및 아시아 L사 등과 신규 wearable device향 배터리 제공 논의 중으로 양산화를 위한 활발한 promotion을 진행 중임
(출처: 보고서 요약서 3p)

Abstract ▼

An important focus in product design is the creation of practical and aesthetic devices.
In portable electronics, in particular,the limiting factor is often the shape of the battery; indeed,removal of this battery restriction would constitute a disruptive technology that could open up a path for

An important focus in product design is the creation of practical and aesthetic devices.
In portable electronics, in particular,the limiting factor is often the shape of the battery; indeed,removal of this battery restriction would constitute a disruptive technology that could open up a path for design innovation. However, despite the development of smaller, thinner, and lighter batteries, the existing battery technology is still far from realizing such design flexibility, mainly owing to the fixed shapes, i.e., cylindrical, prismatic, or pouch shape. Hence, there is increasing recognition of the need for a new concept that would permit various product designs previously impossible with traditional technologies.
To this end, flexible batteries are considered a promising solution, owing to their potential to adapt to mechanical stress and accordingly change shape. Furthermore, the progress made in flexible electronics such as roll-up displays and wearable electronics would receive a strong stimulus with the development of bendable/twistable batteries.
Several recent studies of energy conversion devices have focused on the development of flexible batteries or supercapacitors using soft materials such as polymer electrolytes, nanometer-sized active materials, and highly patterned current collectors with high flexibility. However, owing to the low energy capacity, the structural limitations of a sheet-like architecture, and/or the lack of desired flexibility, these batteries have not been commercialized asenergy sources for versatile wearable electronics that could be in the form of a necklace, bracelet, or textile.
Here, we introduce an unprecedented concept for battery architecture - a cable-type lithium-ion battery-which can achieve extreme levels of mechanical flexibility that have neverbeen achieved before and might indeed provide the breakthrough necessary in fl exible electronics. The linear shape and omni-directional flexibility of the cable-type battery render the designer free from conventional constraints, as the battery can be placed anywhere and in any shape. Moreover, instead of mounting the battery inside the device, it could be worn on the wrist, neck, or any other part of the human body, allowing maximum freedom in the device design and a strong boost for the realization of practical wearable electronics.
the basic design comprises several electrode (generally anode) strands coiled into a hollowspiral (helical) core and surrounded by a strip outer electrode (cathode). With this architecture, the facing area between the anode and cathode is large and, at the same time, the cell capacity and capacity balance between two electrodes can be tuned by adjusting the number of anode strands and the thickness of cathode composite.
To apply cable-type flexible battery to the commercially available devices, we developed pilot product of cable battery as follows.
-Capacity: >30mAh (energy density >100Wh/L)
-Cycle life: >80% @300cycles in the RT (0.5C CC/CV charge, 0.5C CC discharge)
-Mechanical flexibility: >1000 cycles @20R
For securing improved cell design and scale up skills, we are cooperating with UNIST, KAIST, Hanbat university.
○ Reliability evaluation and degradation analysis of pouch packaging materials
○ Investigation of electrochemical failure mode in the cycle of cable battery
○ Mechanical deformation characterization and failure mechanism analysis of cable-type flexible batteries
(출처: Summary 6p)

목차 Contents

• 표지 ... 1제 출 문 ... 2보고서 요약서 ... 3요 약 문 ... 4SUMMARY ... 6CONTENTS ... 8목차 ... 9제 1 장 硏究개발科第의 개요 ... 10 제 1 절 硏究개발의 개요 ... 10 제 2 절 wearable 배터리 技術 ... 10제 2 장 국내외 技術개발 현황 ... 18 제 1 절 국내 수준 ... 18 제 2 절 국내외 개발 수준 ... 20제 3 장 硏究개발수행 내용 및 결과 ... 22 제 1 절 사업화 실적 요약 ... 22 제 2 절 사업화 진행 내역 요약 ... 24 제 3 절 LG화학 硏究 개발 수행 내역 ... 29 케이블형 플렉서블 電池의 전기화학적 수명 퇴화 메커니즘 규명 ... 89 케이블형 플랙서블 電池의 기계적 변형 평가 및 파괴 거동 분석 ... 99 케이블형 플렉서블 電池용 파우치 외장재 신뢰성 평가 및 열화 분석 ... 105제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 124제 5 장 硏究개발결과의 활용 계획 ... 127제 6 장 硏究개발과정에서 수집한 해외과학技정보 ... 128제 7 장 참고문헌 ... 130끝페이지 ... 132