초록 ▼

○Intercalation 반응기구를 갖는 새로운 음극 소재는 기존 흑연소재의 대체재 또는 기존 실리콘 소재 표면에 대한 인공피막재료로서 절실히 요구됨
○본 연구에서는 intercalation 반응 기구를 갖는 새로운 음극 소재를 개발하기 위하여 전기음성도가 유사한 금속인화합물(metal phosphide) 후보 소재중에서 MoP_x 2원계 화합물이 intercalation 반응기구를 갖는 것으로 규명함.
○MoP_x 음극은 높은 가역용량(756mAh/g) 및 매우 우수한 고입력 (62

○Intercalation 반응기구를 갖는 새로운 음극 소재는 기존 흑연소재의 대체재 또는 기존 실리콘 소재 표면에 대한 인공피막재료로서 절실히 요구됨
○본 연구에서는 intercalation 반응 기구를 갖는 새로운 음극 소재를 개발하기 위하여 전기음성도가 유사한 금속인화합물(metal phosphide) 후보 소재중에서 MoP_x 2원계 화합물이 intercalation 반응기구를 갖는 것으로 규명함.
○MoP_x 음극은 높은 가역용량(756mAh/g) 및 매우 우수한 고입력 (62%@7C) 및 고출력 (79%@20C) 특성을 갖는 것으로 확인됨으로써 기존 중대형 전지(ESS)용 고출력 음극 소재인 Li₄Ti₅O₁₂ 의 단점인 낮은 에너지밀도를 극복 가능한 신규 고입출력 소재로서 제안됨.
○MoP_x 음극은 0V(vs Li/Li⁺) 충전 시까지도 conversion reaction 이 일어나지 않는 재료이므로 기존 실리콘 소재 표면위에 후막 인공 피막재료로서 적용함. 다공성 p-Si@MoP_x 신규 음극 소재는 1000mAh/g 이상의 초기 가역용량 및 우수한 전극 수명 특성(300 cycle 86.2%)이 확보됨으로써 중대형 전지 (EV)용 새로운 고용량 음극 소재로서 제안됨.

(출처 : 보고서 요약서 3p)

Abstract ▼

Ⅲ. Development results

○ Currently, amorphous carbon and graphite have been mostly used as anode mateiral in Li-ion battery for HEV/PHEV/EV. However, to improve short driving distance per charge, which may one of most serious problems against its popularization, first of all, the development

Ⅲ. Development results

○ Currently, amorphous carbon and graphite have been mostly used as anode mateiral in Li-ion battery for HEV/PHEV/EV. However, to improve short driving distance per charge, which may one of most serious problems against its popularization, first of all, the development of new anode is seriously needed to breakthrough the limited performance of existed one
○ In this work, we plan to elucidate the reaction mechanism of metal based anode with Li reversibility, which will be a crucial evidence for new development
○ We plan to conduct 1st principle simulation from the atomic and thermodynamic point of view to predict lattice volume change/reaction potential/irreversible capacity induced by lithiation and delithiation process. Eventually, we will develop newly defined anode material based on basic and fundamental research approaches
○ We will develop the micron-sized particle assembly with nano & porous structure, which is composed of nano unit particles with well developed layered-structure

Ⅳ. Development results

○ Anode material for Li-ion batteries with higher energy density

(출처 : SUMMARY 6p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요약문 ... 4
• SUMMARY ... 6
• CONTENTS ... 8
• 목차 ... 9
• 1장. 연구개발 과제의 개요 ... 10
• 2장. 국내외 기술개발 현황 ... 12
• 2-1절. 국내 기술 수준 및 시장 현황 ... 12
• 2-2절. 국외 기술 수준 및 시장 현황 ... 13
• 3장. 중대형 이차 전지용 Intercalation이 가능한 고용량 신규음극 소재 개발 ... 15
• 3-1절. 문헌조사 및 연구 방향 ... 15
• 3-2절. 층상계 MoP 단위입자 기반 기능성 소재의 설계 ... 19
• 3-3절. MoP 기지상 기반 3성분계 소재의 설계 및 합성 ... 31
• 3-4절. MoPx 기능성 소재 기반 Si계 음극 소재의 설계 및 합성 ... 68
• 3-5절. 리튬 인터컬레이션이 가능한 Nb2O5를 활용한 음극 복합상의 설계 및 합성 ... 77
• 3-6절. MoPx 균일코팅을 위한 합성 공정 최적화 ... 84
• 3-7절. Mo-(Me)-P 음극 적용 전지설계를 위한 신규전해액 개발 ... 110
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 219
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ... 222
• 끝페이지 ... 223