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Kafe 바로가기주관연구기관 | 한국기초과학지원연구원 Korea Basic Science Institute |
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연구책임자 | 김해진 |
참여연구자 | 강영구 |
보고서유형 | 1단계보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 | 한국어 |
발행년월 | 2018-12 |
과제시작연도 | 2018 |
주관부처 | 과학기술정보통신부 Ministry of Science and ICT |
등록번호 | TRKO201900015824 |
과제고유번호 | 1711077848 |
사업명 | 국가과학기술연구회연구운영비지원(주요사업비) |
DB 구축일자 | 2019-09-28 |
키워드 | 플렉서블 배터리. 복합전극.고분자 복합전해질.실시간 분석시스템.이차전지. |
DOI | https://doi.org/10.23000/TRKO201900015824 |
최종 연구목표
이차전지용 나노소재 특성 in situ 분석을 통해 구체화된 500 mAh 급 자유변형이 가능한 배터리 상용화기술 개발
단계 연구목표
고에너지밀도/ 경량화/ 고집적화 특성을 가지는 500 mAh 급 플렉서블 리튬이차전지 시스템 선정 및 사업화 방안 모색
연구내용
○ 본 연구에서는 1) 차세대 양극/음극 소재 개발, 2) 플렉서블 집전체 개발, 3) 전고상 복합전해질 개발을 포함하는 리튬이차전지 소재 개발을 기반으로, 4) 고도화된 실시간 배터리 분석 및 평가 기술을 통해 5)
최종 연구목표
이차전지용 나노소재 특성 in situ 분석을 통해 구체화된 500 mAh 급 자유변형이 가능한 배터리 상용화기술 개발
단계 연구목표
고에너지밀도/ 경량화/ 고집적화 특성을 가지는 500 mAh 급 플렉서블 리튬이차전지 시스템 선정 및 사업화 방안 모색
연구내용
○ 본 연구에서는 1) 차세대 양극/음극 소재 개발, 2) 플렉서블 집전체 개발, 3) 전고상 복합전해질 개발을 포함하는 리튬이차전지 소재 개발을 기반으로, 4) 고도화된 실시간 배터리 분석 및 평가 기술을 통해 5) 양극/음극 소재와 플렉서블 집전체의 일체화 기술 개발과 6) 전고상 복합전해질을 적용한 플렉서블 리튬이차전지 시스템 개발을 구체화하는 융합연구를 진행하여 나노구조의 전극활물질이 도입된 금속-고분자 복합체 기반의 플렉서블 집전체와 전고상 고분자 전해질을 이용한 고용량 플렉서블 리튬 이차전지를 제안하였음.
○ 연차별 과제 평가를 거치며 상향 수정된 정량적 목표항목을 모두 달성하였고, 최종적으로 0.80 mAh/cm2 의 단위 면적당 용량을 가지는 전고상의 자유변형 이차전지의 개발에 성공하였음. 또한 1 단계 연구의 최종 결과물로 양면코팅이 적용된 3단 적층셀을 설계하여 6 cm × 5 cm 전극면적의 전고상-자유변형 이차전지에서 90 cm2 의 면적을 가지는 49.4 mAh 용량의 전고상-자유변형 이차전지를 제작하였고 소형의 웨어러블 전자기기에 적용 가능함.
○ 정량적 목표항목의 달성 및 전고상의 자유변형 이차전지의 개발에 성공으로 500 mAh 급의 자유변형 이차전지의 개발은 10 (가로) x 20 (세로) x 0.1 (두께) cm3 크기의 전고상-자유변형 이차전지의 제작에 의해 달성 가능함. 또한, 황 함량 2 mg/cm2 의 리튬-황 이차전지에서는 높은 충·방전 속도에서 250 회의 수명특성평가 후에도 500 mAh/g 의 용량을 달성함.
연구성과
○ 본 연구를 통해 Nature Materials 등 34 건의 연구 논문 성과를 달성하였음. 특히 연차가 진행됨에 따라 공동연구에 의한 논문 성과가 증가하며 융합연구 활발히 수행됨. 또한 과제 수행 중 개발된 기술에 대해 42 건의 국내·외에 특허를 출원 및 등록 하여 (해외출원 7 건과 등록 9 건의 성과가 포함) 전고상-자유변형 이차전지의 원천기술 확보에 노력하였음.
○ 본 연구에 의해 개발된 전고상-자유변형 이차전지는 높은 단계의 유연성 테스트 (완전 접힘)와 극심한 자유변형의 경우에도 작동하였고, 심지어 완전 개봉상태에서도 작동가능하기 때문에 고안정성의 전고상-자유변형 이차전지 기술을 관련 업계 및 시장에 제공할 수 있으며 이에 따른 사회/경제적 효과가 상당히 클 것으로 기대됨.
(출처 : 요약문 4p)
과제명(ProjectTitle) : | - |
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연구책임자(Manager) : | - |
과제기간(DetailSeriesProject) : | - |
총연구비 (DetailSeriesProject) : | - |
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과제수행기간(LeadAgency) : | - |
연구목표(Goal) : | - |
연구내용(Abstract) : | - |
기대효과(Effect) : | - |
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