초록 ▼

□ 연구개요
○ 리튬이온전지의 전해액 함침 불균일은 이차전지업계가 가지고 있는 오래된 고질문제 중의 하나이나 그 해결책이 아직까지 명확하지 않아 연구개발이 시급한 분야임.
○ 전해액 함침은 배터리 내부로 주입된 전해액이 모세관현상에 의하여 전극의 기공사이로 자연스럽게 스며들도록 설계되어 있어 전해액 함침 불균일은 피할 수 없는 현상임.
○ 격자볼츠만법을 이용한 전해액 함침현상 해석을 통하여 전해액 함침 불균일에 대한 현실적인 개선방법의 제시를 목표로 함.

□ 연구 목표대비 연구결과
○ 3차원 격자볼

□ 연구개요
○ 리튬이온전지의 전해액 함침 불균일은 이차전지업계가 가지고 있는 오래된 고질문제 중의 하나이나 그 해결책이 아직까지 명확하지 않아 연구개발이 시급한 분야임.
○ 전해액 함침은 배터리 내부로 주입된 전해액이 모세관현상에 의하여 전극의 기공사이로 자연스럽게 스며들도록 설계되어 있어 전해액 함침 불균일은 피할 수 없는 현상임.
○ 격자볼츠만법을 이용한 전해액 함침현상 해석을 통하여 전해액 함침 불균일에 대한 현실적인 개선방법의 제시를 목표로 함.

□ 연구 목표대비 연구결과
○ 3차원 격자볼츠만 모델 개발
- 전극 구조 및 물성 변화를 반영한 전해액 함침 해석 3차원 격자볼츠만 모델 개발 완료
- 양극/음극의 함침도 차이와 이에 따른 전지성능에의 영향 파악
○ 전기화학모델 개발
- 함침성이 전지성능에 미치는 영향을 파악하기 위한 전기화학 해석모델 개발완료
- 양극/음극의 함침도 차이에 따른 전지성능에의 영향 파악
○ 반응기 시뮬레이션 모델 개발
- CFD를 이용한 반응기 시뮬레이션 모델 개발 완료
- 반응기 시뮬레이션을 수행하고 함침향상을 위한 활물질 설계

□ 연구개발결과의 중요성
○ 본 연구에 의하여 개발된 전해액 함침 해석 모델은 전극 내 전해액 분포를 상세히 예측할 수 있어, 함침 메커니즘의 파악이 가능해 졌으며 이를 이용하여 산업계 및 학계에서의 전해액 함침개선을 위한 연구가 가능하여졌음.
○ 전기화학 모델을 이용한 리튬이온전지의 함침 특성 평가로 전해액 함침도가 리튬이온전지의 성능에 미치는 영향을 파악할 수 있게 되었고 이를 반영한 전극 설계가 가능하여졌음.
○ 학문적 접근이 어려운 함침분야에 함침 메커니즘을 규명하고 새로운 접근방법을 제시함. 기존의 전해액 물성변경, 공정개선 등의 방법에서 탈피하여 활물질 구조개선, 내부 공기제거 등의 근본적인 해결방법을 제시하여 함침개선의 가능성을 높인데 큰 의미가 있음.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 5
• (1) 격자 볼츠만법(LBM)을 이용한 리튬이온전지의 전해액 함침 개선안 제시 ... 5
• (2) 3차원 격자 볼츠만(LBM) 모델 개발 ... 7
• (3) 전기화학 모델을 이용한 리튬이온전지의 함침 특성 평가 ... 8
• (4) 활물질 제조 반응기 시뮬레이션 ... 8
• (5) 격자 볼츠만법을 이용한 PEMFC의 GDL 내 물 배출 시뮬레이션 ... 9
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 10
• 4. 참고문헌 ... 10
• 5. 연구성과 ... 11
• 끝페이지 ... 12