초록 ▼

리튬이온전지의 전해액 함침 불균일은 이차전지업계가 가지고 있는 오래된 고질문제 중의 하나이나 그 해결책이 아직까지 명확하지 않아 연구개발이 시급한 분야임. 국외내의 전해액 함침에 대한 연구는 주로 산업계를 중심으로 진행되어 오고 있음. 한편 학계에서의 전해액 함침에 관한 기초연구는 전무하며, 이에 대한 연구가 시급한 상황임. 전해액 함침에 관한 실험적 연구는 기술적 난해함으로 인하여 실험적 연구가 거의 중단된 상태이며 현재로서는 시뮬레이션(격자 볼츠만법)을 통한 해석적 연구가 유일한 접근 방법임. 따라서 본 연구자에 의해 개발된 격

리튬이온전지의 전해액 함침 불균일은 이차전지업계가 가지고 있는 오래된 고질문제 중의 하나이나 그 해결책이 아직까지 명확하지 않아 연구개발이 시급한 분야임. 국외내의 전해액 함침에 대한 연구는 주로 산업계를 중심으로 진행되어 오고 있음. 한편 학계에서의 전해액 함침에 관한 기초연구는 전무하며, 이에 대한 연구가 시급한 상황임. 전해액 함침에 관한 실험적 연구는 기술적 난해함으로 인하여 실험적 연구가 거의 중단된 상태이며 현재로서는 시뮬레이션(격자 볼츠만법)을 통한 해석적 연구가 유일한 접근 방법임. 따라서 본 연구자에 의해 개발된 격자 볼츠만법을 이용한 전해액 함침모델을 통하여 전해액 함침 개선을 시도하였으며 연구결과는 다음과 같음.

1. 전극 구조 및 물성 변화를 반영한 전해액 함침 해석 모델 개발
○ 2차원 격자 볼츠만 (Lattice Boltzmann, LB) 모델에 전극 구조 및 물성 변화를 반영한 LB 모델을 개발하였음.
○ 구조 변화에 따른 함침성 평가를 위하여 활물질 혼합비 변화에 따른 전해액 함침 해석모델 개발.
○ CCL 구조를 삽입한 전해액 함침 해석 모델 개발.
2. 리튬이온전지의 구조 설계 인자 변화에 따른 함침 특성 평가
○ 2차원 격자 볼츠만 (Lattice Boltzmann, LB) 모델을 이용하여 함침 메카니즘을 파악하였고 인자별 영향도 평가를 실시함.
○ 리튬이온전지의 구조 설계 인자 중 기공(porosity), 활물질 입자 크기(particle size) 및 접촉각(contact angle)에 대한 함침성 평가를 실시하여 영향도를 파악함.
○ 양극과 음극에서의 압연과정 후 발생하는 형상변화를 반영하여 각각의 함침도를 평가하였으며, 그 결과 음극이 양극에 비하여 함침도가 불리함을 밝혀내었음.
○ 양극 활물질의 입자 사이즈가 큰 입자와 작은 입자를 섞어 입자비율에 따른 함침성 평가를 실시하여 작은 입자의 비율이 높아짐에 따라 함침속도가 저하됨을 알아내었음.
(출처 : Ⅰ. 연구결과 요약문 3P)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 2
• Ⅰ. 연구결과 요약문 ... 3
• Ⅱ. 연구내용 및 결과 ... 4
• 1. 연구과제의 개요 ... 4
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 4
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 4
• 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 5
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 6
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 6
• Ⅲ. 연구성과 ... 7
• 끝페이지 ... 7