초록 ▼

● 방사선을 이용하여 용이하게 합성된 소재를 리튬이온 배터리 전극으로 제조하여 적용하였으며 이차전지에서 안정적으로 작동 가능한 카보네이트 계의 전해질 및 고분자 재질의 분리막을 선정함.
● 방사선 합성 소재를 이용한 전극의 성능 향상을 위하여 추가적 전기화학적 표면처리를 진행하였으며, 그 결과 기존 소재에 비하여 높은 안정성과 전기화학적 성능을 나타냄을 확인함.
● 전기화학 처리를 진행한 전극의 충방전별 전기화학적/물리화학적 분석을 실시하였으며, 그 결과를 토대로 전기화학적 성능이 향상되는 메커니즘을 제시함.
● 상

● 방사선을 이용하여 용이하게 합성된 소재를 리튬이온 배터리 전극으로 제조하여 적용하였으며 이차전지에서 안정적으로 작동 가능한 카보네이트 계의 전해질 및 고분자 재질의 분리막을 선정함.
● 방사선 합성 소재를 이용한 전극의 성능 향상을 위하여 추가적 전기화학적 표면처리를 진행하였으며, 그 결과 기존 소재에 비하여 높은 안정성과 전기화학적 성능을 나타냄을 확인함.
● 전기화학 처리를 진행한 전극의 충방전별 전기화학적/물리화학적 분석을 실시하였으며, 그 결과를 토대로 전기화학적 성능이 향상되는 메커니즘을 제시함.
● 상용화 평가를 위하여 양극 및 음극이 갖춰진 풀셀을 제작한 결과, 전기화학 처리가 완료되기 전의 전극은 빠른 초기 성능감소 및 낮은 용량 발현을 보였으나 전기화학 처리가 완료된 전극은 1500회의 충방전 과정 동안 큰 성능 저하 없이 안정적으로 용량을 유지하는 것을 확인함.
● 전기화학 처리가 완료된 전극을 이용해 리튬 금속 음극과 함께 이중 파우치형 셀을 제작하고 병렬 연결한 결과, 4개의 단위전지로 연구 목표치인 100 mWh 급의 전지 제작이 가능한 것을 확인함.
● 결론적으로, 방사선 기반 소재를 활용 및 이의 전기화학적 처리를 통하여 에너지 저장 용량 및 장기 안정성이 증가하는 것이 확인되었음으로, 고성능·장수명 리튬이온 배터리 소재 개발 용도에 적합한 요소 기술임이 확인됨.

(출처 : 보고서 요약서 3p)

Abstract ▼

Most of the present lithium-ion batteries (LIBs) use graphite anode and lithium metal oxide cathodes, but they still have a low gravimetric/volumetric capacity and are not suitable for mass energy storage systems. Thus, many studies are focused on the development of the alternative materials such as

Most of the present lithium-ion batteries (LIBs) use graphite anode and lithium metal oxide cathodes, but they still have a low gravimetric/volumetric capacity and are not suitable for mass energy storage systems. Thus, many studies are focused on the development of the alternative materials such as sulfur, lithium, and silicon-based materials. However, the alternative materials have too low stability to be commercialized due to their large volume change, low conductivity, and dissolution of intermediate products. Therefore, many researchers have solved the problems by adopting the composite materials with conductive carbon material and using various chemical methods for coating to improve the stability of electrode materials, however, most of the processes are very complicated and hence the materials are expensive, because such the chemical methods have great difficulty in mass-producing. Accordingly, for the commercialization of high capacity material for battery, a new mass-production method is necessary. In this project, we used the electrode materials, which were synthesized or modified by radiation techniques, and optimized the electrode fabrication methods for a high-performance Li-ion battery. Moreover, we designed the full-cell batteries using the radiation-treated electrodes, studied the operating/degradation mechanism, and improved the long-term stability.

(출처 : SUMMARY 9p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요 약 문 ... 4
• SUMMARY ... 9
• CONTENTS ... 10
• 목차 ... 11
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 12
• 제1절 연구개발의 개요 ... 12
• 제2절 연구개발의 필요성 ... 13
• 제3절 연구개발의 목표 및 내용 ... 17
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 19
• 제1절 연구개발 대상의 국내·외 연구현황 ... 19
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 22
• 제1절 연구수행 내용 및 결과 ... 22
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 45
• 제1절 연도별 연구목표 및 달성도 ... 45
• 제2절 관련 연구 분야 기여도 ... 52
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ... 53
• 제1절 차세대 리튬이온 배터리 소재 및 시스템 연구개발결과의 활용계획 ... 53
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 54
• 제7장 연구장비의 구축 및 활용 결과 ... 55
• 제8장 참고문헌 ... 56
• 끝페이지 ... 57