[보고서]750 mAh/g급 전기자동차배터리용 SiOx 나노분말 양산화 기술개발

최선호

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750 mAh/g급 전기자동차배터리용 SiOx 나노분말 양산화 기술개발

Commercialization development of 750 mAh/g grade SiOx nano powder technology for electric vehicle battery

보고서상세정보
과제명	750 mAh/g급 전기자동차배터리용 SiOx 나노분말 양산화 기술개발
주관연구기관	테라테크노스
연구책임자	최선호
보고서유형	최종보고서
발행국가	대한민국
언어	한국어
발행년월	2019-05
과제시작년도	2018
주관부처	과학기술정보통신부 Ministry of Science and ICT
등록번호	TRKO201900016751
과제고유번호	1711078906
사업명	연구개발특구육성(R&D)
DB 구축일자	2019-10-05
키워드	산화규소.나노분말.양산화.산화규소-탄소 복합체.고용량.SiOx.Nanopowder.Mass production.SiOx-C complex.high capacity.
DOI	https://doi.org/10.23000/TRKO201900016751

초록
▼

□ 핵심기술
○ 장시간 연속공정을 통한 SiOx 산화균소 대량 양산기술개발
○ SiOx 나노분말의 전기화학적 특성 향상을 위한 SiOx/C 복합체 개발

□ 사업화 배경
○ 2007년 이후로 매년 평균 27...

□ 핵심기술
○ 장시간 연속공정을 통한 SiOx 산화균소 대량 양산기술개발
○ SiOx 나노분말의 전기화학적 특성 향상을 위한 SiOx/C 복합체 개발

□ 사업화 배경
○ 2007년 이후로 매년 평균 27% 이상 성장하고 있는 리튬 이차전지는 이동형 전자기기에서 자동차용 고 용량으로 급격히 수요가 증가하고 있고, 소재의 공급문제(리튬 및 음극재)로 인해 2019년부터 공급부족 현상이 예상 됨
○ 2007년 이후로 매년 평균 27% 이상의 산업 및 시장이 성장하고 있으며, 테슬라社의 순수 전기자동차뿐만 아니라 기존 화석연료기반 양산차 제조사들도 앞다투어 하이브리드 자동차의 생산계획을 앞당기고 있는 실정이며 이에 대응하기 위한 핵심소재인 리튬 이차전지 음극소재의 양산화 기술이 절실함
○ 고용량화의 핵심소재인 SiO_x 음극재는 일본 신에츠社만이 생산 및 판매하고 있는 독점적인 구조를 보임
○ 일본의 독점적 기술에 대응 가능한 차별화된 SiO_x 나노분말의 양산화 제조 기술이 확보된다면, 전량 수입에 의존하고 있는 리튬이차전지 음극소재의 국산화뿐만 아니라 전세계 전기자동차 보급에 기여할 수 있을 것임

□ 최종목표
○ 원료 연속공급장치, 양산화 나노분말 포집장치 개발 및 운용
○ 생산수율: >500g/h, 연속합성시간: 100 hour
○ 저가/고품질 SiO_x-C 복합체 제조
(I.C.E: >75%, 용량: 750 mAh/g, 유지율: 95% @50cycle, swelling:<60%)

□ 사업화 내용 및 결과
○ SiOx 생산수율 향상 및 연속(원료공급, 포집)을 통한 생산성 극대화
- SiOx 나노분말 합성수율: 527 g/h, 연속공정시간: 100시간 달성
○ 잔량 Si 제거 통한 도가니 재사용 및 메인터넌스 공정 단축
- 잔량 Si suction 기술 확보
○ 다양한 SiOx/C 복합체 제조기술 개발
- 연속식 CVD 방식 및 기계적 혼합방식 타당성 연구
○ Swelling 정량화 기술 개발
- 충방전 전극두께 변화 측정 : <48% 달성
○ SiOx 음극재의 전기화학적 특성기반 Full-cell설계
- 최적비 Full-cell 설계 및 안정성 확보
○ 저가형 고성능 음극재 개발
- 전기화학적 특성 달성:
ICE: >75%, Capacity: >750 mAh/g, Retention: >80%(@ 50 cycles)

□ 핵심개발 기술의 의의
○ 50 USD/kg 이하의 SiOx 제조단가 달성을 통해 향후 본격화되는 시장경쟁에서의 경쟁력 확보
○ 고용량 저가화로 인한 흑연 대체재 (TSG series)로써의 시장진입가능
○ 전량 수입에 의존하는 SiOx/C 복합체 개발로 수입대체 효과
○ 전기차용 2차전지 최대생산 기업(증국 C 社)로 시제품 공급

□ 적용분야
○ 전기차용 2차전지 음극재
○ 드론 및 휴대용 전자기기 배터리용 음극재
○ 흑연 첨가재용 SiOx/C 음극재

(출처: 초록 - 3. 개발결과 요약 5p)

목차
Contents
▼

표 / 그림 (37)

[그림] 2019년 1분기(1~4월) 판매된 글로벌 전기차에 탑재된 비중국산 배터리 사용량 순위

참고문헌

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