초록 ▼

□ 연구개요
⦁ 고안정성, 고용량의 새로운 차세대 Al-ion 이차전지의 개발을 통해 차세대 이차전지 기술을 선도하며, 기존 리튬 이온 이차전지 시장의 일부를 대체하고 새로운 응용 분야로 진출할 토대를 마련
⦁ 애노드의 표면 처리, 캐소드의 구조 개발 및 전해질 최적화를 통해 충∙방전 성능이 개선된 Al-ion 전지 시스템 개발
- 전해질 성능 확보를 위한 전해질 첨가제 조사 및 전기화학적 특성 조사
- Al-ion 전지의 장기적 구동을 위한 몰리브덴 애노드 적용 및 반응 특성 분석
- Al-ion 전지의

□ 연구개요
⦁ 고안정성, 고용량의 새로운 차세대 Al-ion 이차전지의 개발을 통해 차세대 이차전지 기술을 선도하며, 기존 리튬 이온 이차전지 시장의 일부를 대체하고 새로운 응용 분야로 진출할 토대를 마련
⦁ 애노드의 표면 처리, 캐소드의 구조 개발 및 전해질 최적화를 통해 충∙방전 성능이 개선된 Al-ion 전지 시스템 개발
- 전해질 성능 확보를 위한 전해질 첨가제 조사 및 전기화학적 특성 조사
- Al-ion 전지의 장기적 구동을 위한 몰리브덴 애노드 적용 및 반응 특성 분석
- Al-ion 전지의 애노드 표면 특성 변화에 따른 안정성 및 충∙방전 성능 분석
- 충∙방전 사이클 특성이 향상된 캐소드 전극 구조 설계 및 특성 조사
- 안정성 향상을 위한 전해질 조사 및 셀 구조 간소화 가능성 조사

□ 연구 목표대비 연구결과
1. 개선된 이온성 액체 전해질을 이용한 Al-ion 2차 전지 제조
- 이온성 액체에 유기 용매를 첨가하여 이온전도도 향상
- 전해질 첨가제 도입으로 고속 충∙방전 가능, 전기화학적 성능 향상
2. 표면 처리된 알루미늄과 몰리브덴의 애노드 특성 조사
- 알루미늄 전해연마와 전해도금을 통해 전지 반응에 참여 가능한 전극 면적 증가
- 에너지 밀도가 높고 빠른 충∙방전이 가능한 Al-ion 전지 성능 확인
3. 캐소드 물질의 구조 변화로 인한 충∙방전 사이클 및 용량 변화 조사
- 그래파이트 층에 hole을 만들어 캐소드의 이온 전도 증가 및 용량 향상
- 높은 용량을 갖는 비탄소계 캐소드의 적용 가능성 타진
4. 젤 고분자 전해질을 사용한 파우치형 이차전지 제조
- 굽힘, 접힘, 절단 등의 안정성 테스트를 통해 플렉서블 디바이스로의 적용 가능성을 확인
5. 수용액 전해질을 사용하여 비탄소계 캐소드에 적용
- 빠른 충∙방전이 가능한 Al-ion 전지 제조

□ 연구개발결과의 중요성
⦁ Al-ion 전지가 고용량과 고안정성을 바탕으로 높은 에너지 밀도와 전력 밀도를 확보함으로써, 소형 모바일 기기, 중대형 에너지저장시스템으로의 응용이 상용화 단계로 다가옴
⦁ 애노드의 표면처리, 캐소드의 구조 개발 및 전해질 개발을 통해 전지 개발에 대한 새로운 접근 방식을 보여줌으로써, 기존 리튬 이온 배터리의 성능 향상을 위한 기술 연구에 적용 가능성을 확인함
⦁ 젤 고분자 전해질 개발을 통해 플렉서블 디바이스의 전력으로 사용 가능한 전지를 구현함으로써 새로운 분야로의 Al-ion 전지의 가능성을 확장시킴

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 가. 본 연구개발의 필요성 ... 4
• 나. 최종목표 ... 4
• 다. 연구범위 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 5
• 가. 1차년도 기 수행 연구실적(2018. 11. 01 ~ 2019. 04. 30) ... 5
• 나. 2차년도 기 수행 연구실적(2019. 05. 01 ~ 2020. 10. 31) ... 7
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 12
• 가. 연구성과의 파급성 ... 12
• 4. 참고문헌 ... 13
• 5. 연구성과 ... 14
• 끝페이지 ... 16