초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
￭ 최종 목표
Wearable 기기용 그래핀/CNT 기반의 중공구조 전이금속 화합물로 구성된 1차원 구조의 flexible 리튬이온 이차전지용 음극소재 개발
￭ 전체 내용
Wearable 기기용 그래핀/CNT 기반의 중공구조 전이금속 화합물로 구성된 1차원 구조의 flexible 리튬이온 이차전지용 음극소재 개발 완료함
￭ 1단계(해당 시 작성)
• 목표 : 1차원 구조체 합성을 위한 전기방사 공정 최적화
• 내용
·1차원 섬유상 구조체 합성을 위한

□ 연구개발 목표 및 내용
￭ 최종 목표
Wearable 기기용 그래핀/CNT 기반의 중공구조 전이금속 화합물로 구성된 1차원 구조의 flexible 리튬이온 이차전지용 음극소재 개발
￭ 전체 내용
Wearable 기기용 그래핀/CNT 기반의 중공구조 전이금속 화합물로 구성된 1차원 구조의 flexible 리튬이온 이차전지용 음극소재 개발 완료함
￭ 1단계(해당 시 작성)
• 목표 : 1차원 구조체 합성을 위한 전기방사 공정 최적화
• 내용
·1차원 섬유상 구조체 합성을 위한 공정변수의 탐색
·1차원 구조의 금속 화합물계 소재합성 기술개발
·1차원 구조를 갖는 음극소재 합성 및 전기방사 공정 최적화
·flexible 음극소재 특성평가 방법 확립 및 최적화
￭ 2단계(해당 시 작성)
• 목표 : 그래핀/CNT 분산기술 확립 및 1차원 구조의 그래핀/CNT와 나노 금속화합물 복합기술 개발
• 내용
·음극소재의 Flexibility 확보
·방사 용액 내 그래핀 및 CNT 분산기술 확립
·1차원 구조 내 그래핀/CNT 나노 금속화합물의 복합화 기술 개발
￭ 3단계(해당 시 작성)
• 목표 : Wearable 기기용 고용량, 고출력, 장주기 특성을 갖는 flexible 음극소재 선정 및 전극 특성 최적화
• 내용
·Flexible 이차전지 음극활물질에 적합한 최적 전극소재 선정
·고용량, 고출력 및 장주기 특성을 갖는 flexible 음극소재 선정 및 최적화
·최대 3.0 A g^-1의 높은 전류밀도에서 800 mA h g^-1의 가역용량 유지.

□ 연구개발성과
• 1차원의 그래핀/CNT 구조체 내 Kirkendall diffusion effect 기전 적용에 의한 중공구조 금속화합물의 복합화 기술은 (1) 음극소재의 전기전도도 향상, (2) 전극물질의 부피팽창 억제, (3) 리튬이온의 빠른 확산, (4) 그래핀/CNT 네트워크를 통한 신속한 전자이동을 가능하게 하여 고출력, 고용량, 및 장주기 특징을 갖는 flexible 이차전지 음극소재 개발을 완료함.

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
• 본 과제에서 제안한 flexible 이차전지 음극소재는 차세대 wearable 디스플레이/의료/바이오 기반기술 응용에 크게 기여할 것으로 예상됨.
• 차세대 전지의 소재개발 및 특성개선을 위한 연구는 전기화학분야 발전에 기여하고 나노소재 및 복합체 제조기술을 확보하여 나노소재연구 분야에 큰 기여를 할 것으로 예상됨.
• 미래형 에너지 소자 및 시스템 기술로서 향후 관련시장을 선점할 수 있는 원천기술을 확보함.
• 도내 산업체와 연계하여 지역 신성장 사업/미래유망사업에 원천기술 제공 및 대형 국책연구과제 발굴.
• Flexible 에너지소자 기술은 인체에 적용 가능한 헬스케어/바이오 기기의 이동용 전원 뿐만 아니라 군사용, 야외 활동용 전원, 특히 IoT기반의 웨어러블소자 및 시스템에 핵심적인 기반기술을 제공할 것임.
• 본 연구를 통해 wearable 기기에 적합한 flexible 전지의 성능 향상과 가격 경쟁력 및 고안정성/신뢰성 확보를 통해 양산 가능성을 더욱 확대할 수 있음.
• 미래유망산업인 기후/환경, 고령화시대의 헬스케어 및 첨단형 뿌리기술 분야의 관련 기술력확보 가능함.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요 약 문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1-1. 연구의 필요성 ... 4
• 1-2. 최종 연구 목표 ... 4
• 1-3. 연차별 연구 목표 및 내용 ... 5
• 1-4. 평가의 착안점 ... 5
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 6
• 2-1. 1차년도 (목표: Flexible 1차원 구조체 합성을 위한 전기방사 공정의 최적화) ... 6
• 2-2. 2차년도 (목표: 그래핀/CNT 분산기술 확립 및 1차원 구조의 그래핀/CNT와 나노 금속화합물 복합기술 개발) ... 7
• 2-3. 3차년도 (목표 – Wearable 기기용 고용량, 고출력, 장주기 특성을 갖는 flexible 음극소재 선정 및 flexible 전극 특성 최적화) ... 10
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 14
• 1) 연구수행 결과 ... 14
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 20
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 20
• 6. 참고문헌 ... 20
• 끝페이지 ... 20