초록 ▼

핵심기술
■ 탄소계 및 이종금속을 혼합한 Si계 복합화 음극재료 제조기술 개발
■ 대용량 고안정성을 가지는 Si계 복합화 음극재료 제조

최종목표
■ Si의 입도 제어, PC 코팅, CNF 성장 공정 최적화 기술 개발
■ 신규 음극소재용 전해액 최적화 기술 개발
■ 신규 음극과 전해액간 계면안정성 향상 기술 개발 및 반응메커니즘 정립
■ 최적의 특성을 나타내는 도전재 개발
■ 평균 전위 0.16V 제어 기술 개발
■ 전지 설계 : 190 Wh/kg 이상 전지 설계

개

핵심기술
■ 탄소계 및 이종금속을 혼합한 Si계 복합화 음극재료 제조기술 개발
■ 대용량 고안정성을 가지는 Si계 복합화 음극재료 제조

최종목표
■ Si의 입도 제어, PC 코팅, CNF 성장 공정 최적화 기술 개발
■ 신규 음극소재용 전해액 최적화 기술 개발
■ 신규 음극과 전해액간 계면안정성 향상 기술 개발 및 반응메커니즘 정립
■ 최적의 특성을 나타내는 도전재 개발
■ 평균 전위 0.16V 제어 기술 개발
■ 전지 설계 : 190 Wh/kg 이상 전지 설계

개발내용 및 결과
■ 최적화된 공정을 통해 Si계-C 및 Si계 -C-Metal 복합화 음극재료를 제조하여 목표특성을 확보한다.
■ 최적의 전해액 조성 조합과 더불어 전해액과의 부반웅 차단을 위해 신규 음극소재로의 이종 소재 첨가를 통하여, 신규 음극소재의 최종 목표 성능을 달성하도록 한다.

■ 음극첨가재 및 조합된 전해액에 의한 음극의 SEI 생성 메커니즘 정립에 관한 연구를 한다.
■ 도전재로는 CNT, CNF, 그라파이트, 카본블랙 등을 사용하여 전기화학적 특성 변화 실험을 수행한다.
■ 리륨이온전지용 비탄소계 소재를 적용한 전극과 전지 설계

기술개발 배경
기존 소형 전지에는 주로 인조흑연이나, 천연흑연과 같은 음극활물질들이 안정적으로 사용되고 있지만, 이론 용량이 372mAh/g으로 낮은 단점이 있다. 디지털융합기기의 시장 진입에 기인하여 훨씬 큰 용량을 지닌 전지를 사용할 필요성이 대두되어서 음극활물질로 흑연보다 이론용량이 10배 이상 높은 Si나 Sn계의 금속을 사용하여 금속/흑연 복합계 음극활물질이 개발되고 있다.

핵심개발 기술의 의의
Si의 부피팽창을 방지하기 위하여 CNF를 성장, 부피팽창에 대한 완중역할 및 전기전도 network을 형성한다. 또한, 집전체의 박리를 억제하고, cycle 특성을 확보할 수 있다.

적용 분야
전기자동차 중 2차전지를 사용하는 xEV는 동력 사용 형태에 따라 하이브리드 자동차(Hybrid Electric Vehicle), 플러그인 하이브리드 자동차(P lug-in Hybrid Electric Vehicle), 전기 에너지만을 사용하는 순수 전기자동차(Electric Vehicle)로 나누어진다.

효율적인 전력 활용, 고품질의 전력 확보, 안정적인 전력 공급 측면에서 ESS(Energy Storage System)의 필요성이 증대되고 있다.

(출처 : 최종보고서 초록 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 기술개발사업 최종보고서 초록 ... 3
• 기술개발사업 주요 연구성과 ... 6
• 목차 ... 14
• 제 1 장 서론 ... 15
• 제 1 절 과제의 개요 ... 15
• 제 2 장 과제 수행의 내용 및 결과(기술개발 내용 및 방법) ... 21
• 제 1 절 최종 목표 및 평가 방법 ... 21
• 제 2 절 단계 목표 및 평가 방법 ... 24
• 제 3 절 연차별 개발 내용 및 개발 범위 ... 26
• 제 4 절 수행 결과의 보안등급 ... 33
• 제 5 절 유형적 발생품(연구시설, 연구장비 등) 구입 및 관리 현황 ... 34
• 제 3 장 결과 ... 35
• 제 1 절 연구개발 최종 결과 ... 35
• 1. 연구개발 추진 일정 ... 35
• 2. 연구개발 추진 실적 ... 39
• 3. 기술개발 결과의 유형 및 무형 성과 전체를 기재 ... 62
• 제 2 절 연구개발 추진 체계 ... 110
• 1. 각 기관/기업별 역할 및 추진 내역 ... 110
• 제 3 절 고용 창출 효과 ... 112
• 제 4 절 자체보안관리진단표 ... 113
• 제 4 장 사업화 계획 ... 117
• 제 1 절 시장 현황 및 전망 ... 117
• 제 2 절 사업화 계획 ... 117
• 1. 사업화 소요기간, 예상 매출 규모, 시장 점유율, 마케팅 계획 등을 기재 ... 117
• 제 3 절 향후 추가 기술 개발 계획(개발기술 응용 등) ... 120
• 끝페이지 ... 121