초록 ▼

□ 최종목표
경쟁력 있는 전기차 1회 충전 주행거리 확보를 위한 중량에너지밀도 300Wh/kg, 부피에너지밀도 650Wh/L 수준의 단전지 고에너지밀도化 핵심기술 및 상용화기술 개발

□ 단계목표
전기차 1회 충전 주행거리 확보를 위한 중량에너지밀도 300Wh/kg, 부피 에너지밀도 650Wh/L 이상 고에너지밀도 단전지의 상용화 기술 개발

□ 개발내용 및 결과
o 고에너지밀도를 갖는 전기차용 전지를 개발하기 위해 다음과 같은 주요기술에 대한 개발을 수행하고, 궁극적으로는 상용화를 이룰 수 있

□ 최종목표
경쟁력 있는 전기차 1회 충전 주행거리 확보를 위한 중량에너지밀도 300Wh/kg, 부피에너지밀도 650Wh/L 수준의 단전지 고에너지밀도化 핵심기술 및 상용화기술 개발

□ 단계목표
전기차 1회 충전 주행거리 확보를 위한 중량에너지밀도 300Wh/kg, 부피 에너지밀도 650Wh/L 이상 고에너지밀도 단전지의 상용화 기술 개발

□ 개발내용 및 결과
o 고에너지밀도를 갖는 전기차용 전지를 개발하기 위해 다음과 같은 주요기술에 대한 개발을 수행하고, 궁극적으로는 상용화를 이룰 수 있는 전지 제조 역량 강화 도모
- 300Wh/kg의 중량에너지밀도를 확보하는 고에너지밀도 양극/음극 소재적용 극판 설계 및 제조기술 개발
· 고에너지밀도를 달성하기 위한 Ni-rich 양극소재를 적용한 극판 설계 및 제조기술 개발
· 고에너지밀도와 수명 특성 확보를 위한 Si계/흑연계 혼합 음극소재 적용한 극판 설계 및 제조기술 개발
- 고에너지밀도 구현을 위한 단전지 설계 최적화 기술개발
· Ni계 양극소재 적용 극대화 기술 및 음극소재 Si 함량 증대 기술 개발
· Ni-rich 양극소재와 Si계/흑연계 혼합 음극소재의 로딩 및 단위면적당 용량 비율(N/P ratio) 최적화 기술개발
· 고전도성 도전재 응용기술 및 분리막 박막화 기술 개발
· Foil 및 Packaging 소재 박막화 기술개발
- 고안전, 장수명 전기차용 중량에너지밀도 306Wh/kg, 부피에너지밀도 650Wh/L급 단전지 개발
· 표준 또는 완성차업체에서 요구하는 단전지 사이즈에 준한 고에너지밀도 60Ah급 단전지 설계
· 고에너지밀도 전지의 안전성과 수명 특성 확보를 위한 단전지 팽창 방지기술 개발과 가스 발생 최소화를 위한 화성조건 최적화 기술 개발
- 고에너지밀도 단전지의 성능과 차량 장착성 확보를 위한 모듈화 기술 및 검증기술 개발
· 실차 장착 성능 검증과 충전 주행거리 평가를 위한 E-모빌리티용 고에너지밀도 전지 모듈 개발
· 차량에서 요구하는 고에너지밀도 전지의 내환경 특성, 안전성, 수명 특성확보기술 개발
· 고에너지밀도 전지 모듈용 HILS 구축/운용을 통한 실차 주행모드와 연계된 차량 장착성 및 주행 성능 검증

□ 기술개발 배경
- 글로벌 환경규제 강화, 온실가스 저감 요구 확대 등의 자동차산업 패러다임 변화에 따른 전기차 보급 확대를 위한 기술적, 정책적 요구 강화
- 내연기관차 동등 이상의 성능을 확보할 수 있도록 전기차 배터리시스템의 고밀도화 및 성능 개선에 대한 소비자 요구 강화
- 국내외적으로 경쟁력을 확보하고 있는 전지산업의 지속가능한 성장을 위해 새로운 시장 창출이 기대되는 자동차산업과의 상호협력적 협력관계 정립을 통한 국가 전반의 경쟁력 제고 요구
- 경쟁력 있는 전기차 1회 충전 주행거리 확보를 위해 중량 및 부피 에너지밀도를 향상시킨 고에너지밀도 전지 기술개발 요구
· 단전지 중량 에너지밀도 증대(146Wh/kg → 300Wh/kg)
· 단전지 부피 에너지밀도 증대(360Wh/L → 650Wh/L)
· 주행거리 24만km 수준의 단전지 충방전 수명 확보
· 차량에서 요구하는 단전지 안전성 확보
· 완성차 요구하는 차량 장착 내환경성 확보

□ 핵심개발 기술의 의의
- 성장하는 글로벌 전기차 시장을 주도하고 있는 중국 기업의 추격을 따돌리고 향후 전개되는 3세대 전기차 시장을 선도할 수 있는 고성능 전지 제조기술 확보
- 전지의 고에너지밀도化에 따른 성능 저하가 우려되는 안전성과 수명 성능확보를 위한 핵심기술과 제조기술 확보를 통해 저가의 중국 제품과의 분명한 차별화 기술 확보
- 내연기관차 동등 이상의 성능을 갖는 3세대 전기차에 적합한 대용량, 장수명 배터리시스템 핵심기술 확보를 통한 미래 전기차 시장 선도
- 열악해지고 있는 국내 자동차산업의 새로운 돌파구로써, 전기구동 자동차 역할을 확대하며, 이와 연관된 전지산업, 전자산업 등 우리나라 산업을 재도약시킬 수 있는 핵심품목으로 육성 가능

□ 적용 분야
3세대 전기차, 대용량 전기버스와 전기트럭, 전력구동 중장비, 산업용 이송장치, 드론, 무인항공체, 항공우주, 전기선박, 전기추진 잠수함, 전력구동 모빌리티 등

(출처 : 초록 - 3. 개발결과 요약 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 최종보고서 초록 ... 3
• 기술개발사업 주요 연구성과 ... 9
• 목차 ... 15
• 제 1 장 서론 ... 17
• 제 1 절 과제의 개요 ... 17
• 1. 개발 대상 기술·제품의 개요 ... 17
• 2. 개발 대상 기술·제품의 중요성과 파급효과 ... 18
• 제 2 장 과제 수행의 내용 및 결과(기술개발 내용 및 방법) ... 22
• 제 1 절 최종 목표 및 평가 방법 ... 22
• 1. 최종 목표 ... 22
• 2. 목표 항목의 평가 방법 및 평가 환경 ... 23
• 제 2 절 단계 목표 및 평가 방법 ... 26
• 1. 1단계 목표 및 평가 방법 (1~3차년도) ... 26
• 2. 2단계 목표 및 평가 방법 (4~5차년도) ... 26
• 제 3 절 연차별 개발 내용 및 개발 범위 ... 28
• 1. 1차년도 개발 내용 및 개발 범위 ... 28
• 2. 2차년도 개발 내용 및 개발 범위 ... 29
• 3. 3차년도 개발 내용 및 개발 범위 ... 31
• 4. 4차년도 개발 내용 및 개발 범위 ... 32
• 5. 5차년도 개발 내용 및 개발 범위 ... 34
• 제 4 절 수행 결과의 보안등급 ... 37
• 1. 보안등급의 분류 및 해당 사유 ... 37
• 제 5 절 유형적 발생품 구입 및 관리현황 ... 38
• 제 3 장 기술개발 결과 ... 39
• 제 1 절 연구개발 최종 결과 ... 39
• 1. 연구개발 추진 일정 ... 39
• 2. 연구개발 추진 실적 ... 50
• 3. 기술개발 결과의 유형 및 무형 성과 ... 187
• 제 2 절 연구개발 추진 체계 ... 189
• 제 3 절 R&D 도전과 배움 ... 192
• 1. R&D 전주기별 경험(한계→극복과정→배움) ... 192
• 2. 연구개발 중 발생한 파생성과 ... 193
• 제 4 절 고용 창출 효과 ... 195
• 제 5 절 자체보안관리진단표 ... 196
• 제 6 절 안전관리 이행 현황 ... 202
• 제 4 장 사업화 계획 ... 205
• 제 1 절 시장 현황 및 전망 ... 205
• 1. 시장 현황 ... 205
• 2. 사업화 전망 ... 207
• 제 2 절 사업화 계획 ... 209
• 제 3 절 향후 추가 기술 개발 계획 ... 211
• 부록. 시험성적서, 도면, 설계도 등 ... 213
• 끝페이지 ... 226