초록 ▼

□ 연구개요
- 가까운 미래에 고갈될 자원인 리튬원소를 사용하는 리튬이온전지를 대체하기 위해 지구상에서 가장 풍부한 자원인 “나트륨(Na)”를 이용하여 “나트륨 이온전지”의 소재 개발이 요구됨.
- 나트륨은 지구상에서 6번째로 풍부한 원소이며 리튬에 비해 저렴하고 더욱이 나트륨의 intercalation 반응은 리튬과 유사하기 때문에 나트륨을 이용한 이온전지의 개발이 용이하며 공장생산라인에 적용가능.
- 최근의 연구에 따르면 고용량 및 장수명 특성을 동시에 구현하는 층상구조 양극소재의 개발은 세계적으로연구 개발이 미

□ 연구개요
- 가까운 미래에 고갈될 자원인 리튬원소를 사용하는 리튬이온전지를 대체하기 위해 지구상에서 가장 풍부한 자원인 “나트륨(Na)”를 이용하여 “나트륨 이온전지”의 소재 개발이 요구됨.
- 나트륨은 지구상에서 6번째로 풍부한 원소이며 리튬에 비해 저렴하고 더욱이 나트륨의 intercalation 반응은 리튬과 유사하기 때문에 나트륨을 이용한 이온전지의 개발이 용이하며 공장생산라인에 적용가능.
- 최근의 연구에 따르면 고용량 및 장수명 특성을 동시에 구현하는 층상구조 양극소재의 개발은 세계적으로연구 개발이 미비한 실정이며 더욱이, 국내에서는 이러한 연구가 전무한 실정임.
- 이에따라, 리튬이차전지용 전극소재에 필적할만한 우수한 성능의 나트륨이차전지용 전극소재를 개발해야 함.

□ 연구 목표대비 연구결과
- 세부 연구 목표(연구계획서 상의 목표) : 초기용량 : >210mAh/g (0.2C)
- 비중(%) : 25
- 달성도(%) : 100

- 세부 연구 목표(연구계획서 상의 목표) : 수명 : >85% (100 cycle，0.2C)
- 비중(%) : 25
- 달성도(%) : 100

- 세부 연구 목표(연구계획서 상의 목표) : 고출력특성 : >70% (5 / 0.2C, Half cell)
- 비중(%) : 25
- 달성도(%) : 100

- 세부 연구 목표(연구계획서 상의 목표) : 구동온도：상온, 저온 및 고온 (-20, 0, 25, 60 ℃)
- 비중(%) : 25
- 달성도(%) : 100

□ 연구개발결과의 중요성
1. 학문적, 인력양성 측면
- 국내 고급 연구 인력 수요 확보 및 핵심소재분야에 대한 국제적 경쟁력 확보.
- 기업, 학교, 연구소 간의 협력을 통해 나트륨이온전지 핵심 전문 연구 인력양성을 도모할 수 있음.
- 산학연 협력 프로그램이 진행 중은 물론이고, 프로그램 종료 후에도 지속적인 연계 관계를 통한 장기적 전문 연구인력 양성 및 교육 프로그램 개발가능.
2. 기술적, 산업적, 경제적 측면
- 여러 국가에서 연구를 수행하고 있는 차세대 나트륨이온전지 핵심소재에 관한 원천 및 기반기술에 대해 국산화 개발 가능, 기초 및 응용 분야의 과학 기술을 선도 가능.
- 전기자동차용 전지 원천소재 기술 선점을 위한 나트륨이온전지기술 확보.
- 다양한 전동 기구의 에너지 저장시스템을 대체할 수 있을 것으로 기대되며, 부가가치가 높은 상품 개발이 용이함.
- 신재생에너지용 에너지 저장시스템에 적용하여 그린에너지 보급에 기여.
- 참여기업은 원천특허 확보를 통해 경쟁력이 강화되고, 해외업계가 취득한 공정 기술의 상호 특허 사용허가(cross-licensing)가 가능하며, 나노공정 기술을 이용한 고부가가치 제품의 생산기술 확보 가능.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1-1. 연구의 필요성 ... 4
• 1-2. 나트륨 이차전지용 양극소재 개발 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 6
• 2-1. 1차년도 연구 내용 및 결과 ... 6
• 2-2. 2차년도 연구 내용 및 결과 ... 8
• 2-3. 3차년도 연구 내용 및 결과 ... 10
• 2-4. 4차년도 연구내용 및 결과 ... 14
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 17
• 3-1. 학문적, 인력양성 측면 ... 17
• 3-2. 기술적, 경제적, 산업적 측면 ... 17
• 4. 참고문헌 ... 17
• 5. 연구성과 ... 18
• 대표적 연구실적 ... 33
• 끝페이지 ... 48