초록 ▼

- PVD법의 하나인 경사각 증착법을 이용하여 리튬 이차전지의 구성요소인 V₂O₅ 양극, LiCoO₂ 양극, LiMn_1.5Ni_0.5O₄ 양극, Si 음극소재를 나노선 형태로 제조함.

- 경사각 증착법은 별도의 템플릿, seed층, 기판의 종류 및 소재의 제한이 없이 손쉽게 나노선을 성장시킬 수 있는 획기적인 공정임.

- 산화물과 금속의 교차 증착을 통해서 다양한 복합 산화물 조성의 나노선 제

- PVD법의 하나인 경사각 증착법을 이용하여 리튬 이차전지의 구성요소인 V₂O₅ 양극, LiCoO₂ 양극, LiMn_1.5Ni_0.5O₄ 양극, Si 음극소재를 나노선 형태로 제조함.

- 경사각 증착법은 별도의 템플릿, seed층, 기판의 종류 및 소재의 제한이 없이 손쉽게 나노선을 성장시킬 수 있는 획기적인 공정임.

- 산화물과 금속의 교차 증착을 통해서 다양한 복합 산화물 조성의 나노선 제작에 성공하였음.

- 전기방사법을 이용하여 LiCoO₂ 양극, Li₄Ti₅O₁₂ 음극 소재를 제조하였고 이에 대한 전기화학적 성능 평가를 실시하였음.

- 고성능의 전고상 박막 전지를 제작하기 위해서 고이온전도성 신규 고체전해질인 LiZr₂(PO₄)₃를 합성하였고 기존 LiPON 고체 전해질에 비해 우수한 이온전도성을 보임.

- V₂O₅ 및 LiCoO₂ 나노선의 형상 최적화를 통해서 고성능 및 고안정성의 전고상 박막 전지 제작에 성공하였고 충/방전 테스트 1000회 이후에도 94%의 높은 용량 보존률을 나타냈음.

- 고출력 전고상 박막 전지용 양극 소재인 LiMn_1.5Ni_0.5O₄ 박막의 결정성 및 나노선 형상의 최적화를 통해서 고성능 전고상 박막전지의 제작 조건을 확보함.

(출처 : 요약서 3p)

Abstract ▼

Solid state thin-film-battery has been studied as one of the advanced energy storage devices because of the vacuum process compatibility as well as the enhanced electrolyte-stability.
However, dense electrode film which have been fabricated by vacuum processes, limits the specific capacity and co

Solid state thin-film-battery has been studied as one of the advanced energy storage devices because of the vacuum process compatibility as well as the enhanced electrolyte-stability.
However, dense electrode film which have been fabricated by vacuum processes, limits the specific capacity and commercialization. In this study, the novel process of 1D nanowire grown on substrate has been developed to apply as a electrode for solid state thin-film-battery. The developed method use the physical vapor deposition without any template and therefore, there is no limitation in targeted materials. Three major approaches are selected to accomplish the nanowire-based solid sate thin-film battery; one is Electro Static Deposition which is prescreening tools for materials selection, second is Glancing Angle Deposition which is reported for metal nanowire fabrication and extended to the oxide nanowires and the third is developing the all-new-method based on PVD. In this study, cathode materials such as V₂O₅ and LiCoO₂ nanowire thin flim have been developed by GLAD. Especially, the ABO-type oxide nanowire grown by GLAD applicable to the thin-film battery electrode, shows the excellent high rate of discharg performance. Aligned nanowire grown on substrate has been fabricated by reaction magnetron sputtering, which is the new method compared to the existing CVD-based methods. The diameter, length, and population density of nanowires were controlled by deposition parameters. Nanowires grown by electrostatic deposition also have been fabricated and characterized to check the materials compatibility for future solid state thin film battery materials.The development of novel fabrication method compatible to the existing sputtering process suggest the core-technology for future commercialization. And the core-tech. can extend to the various applications as well as thin-film-battery.

(출처 : SUMMARY 7p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요 약 문 ... 4
• SUMMARY ... 7
• 목차 ... 8
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 9
• 제1절 연구의 목적 및 중요성 ... 9
• 제2절 연구의 필요성 ... 9
• 제3절 연구의 범위 ... 10
• 1. 전기방사법을 적용한 나노선 제작 기술 ... 10
• 2. 경사각 증착기술 ... 10
• 3. 새로운 방법에 의한 나노선 직접 성장기술 ... 10
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 12
• 제1절 해외 기술개발 동향 ... 12
• 제2절 국내 기술개발 동향 ... 13
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 14
• 제1절 연구결과 ... 14
• 1. 경사각 증착법을 이용한 나노선 제조 ... 14
• 2. 교차 증착법을 이용한 나노선 제조 ... 20
• 3. 전기방사법을 이용한 나노선 제조 ... 25
• 4. 고이온전도성 신규 고체전해질 합성 ... 29
• 5. V2O5 나노선 형상 최적화 및 전고상 박막 전지 제작 ... 30
• 6. 고용량 박막전지를 위한 LiCoO2 양극 두께 최적화 ... 31
• 7. LiCoO2 나노선 형상 최적화 ... 34
• 8. LiCoO2 나노선을 이용한 고성능 전고상 박막 전지 제작 ... 38
• 9. 고출력 전고상 박막전지용 LiMn1.5Ni0.5O4 양극 ... 44
• 제2절 연구성과 ... 52
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 56
• 제5장 연구개발성과의 활용계획 ... 58
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 59
• 제1절 전고상 박막전지 상용화 동향 ... 59
• 제2절 전고상 박막전지 연구개발 동향 ... 60
• 제7장 연구시설·장비현황 ... 62
• 제8장 참고문헌 ... 63
• 끝페이지 ... 68