[보고서]차세대 배터리용 3차원 전극구조체 제조용 장비개발

최해영

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차세대 배터리용 3차원 전극구조체 제조용 장비개발
Development of manufacturing equipment for 3D electrode structures for the next-generation batteries 원문보기

보고서 정보
주관연구기관	한국전기연구원 Korea Electrotechnology Research Institute
연구책임자	최해영
참여연구자	김윤태
보고서유형	최종보고서
발행국가	대한민국
언어	한국어
발행년월	2021-12
과제시작연도	2021
주관부처	과학기술정보통신부 Ministry of Science and ICT
등록번호	TRKO202200008342
과제고유번호	1711141096
사업명	한국전기연구원연구운영비지원(R&D)(주요사업비)
DB 구축일자	2022-08-13
키워드	리튬-황 전지.고에너지밀도.황 양극.리튬금속 음극.리튬폴리설파이드.Lithium-sulfur battery.High energy density.Sulfur cathode.Lithium metal anode.Lithium polysulfide.

초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
○ 최종 목표
리튬-황 배터리용 양극제조를 위한 화학증착장비 개발

○ 전체 내용
리튬-황 배터리 전지용 전극 구조체 제조를 위한 5inch 급 화학증착기반의 진공장비

□ 연구개발성과
✔ 리튬-황 전지용 전극 제조 화학 증착장비 제작 완료
✔ 5인치급 샘플로딩이 가능한 RF-PECVD 장비제작 완료
✔ 특허 1건 출원, 학회발표 1건, 논문제출예정 1건

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
✔ 리튬황전지 관련 대면적화 기술에 대한 사업화 추진
✔ 저가, 경량화, 고출력, 장수명이 확보된 리튬황전지 기술의 실용화를 통해 무인기, 드론 등 경량 배터리 응용분야 신시장 창출 및 리튬황전지 상용화 주도
✔ 관련 장비, 소재/부품 및 셀 관련 산업 기술 확대, 국가적 에너지 효율 향상에도 기여

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

표지 ... 1
요 약 문 ... 2
목차 ... 3
1. 연구개발과제의 개요 ... 4
2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 7
3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 9
1) 연구수행 결과 ... 9
2) 목표 달성 수준 ... 21
4. 목표 미달 시 원인분석 ... 22
1) 목표 미달 원인(사유) 자체분석 내용 ... 22
2) 자체 보완활동 ... 22
3) 연구개발 과정의 성실성 ... 22
5. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 23
6. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 24
끝페이지 ... 25

표/그림 (13)

표 Graphical representations of ideal graphene sheet, SWCNT, and MWCNT. ref. Appl. Phys. A: Mater. Sci. Process., 2005, 80, 1141–1151
표 carbon-nanotubes-synthesis-methods, (a) Arc Method, (b)Thermal CVD method, (c) Laser method, and (d) Flame Synthesis
표 탄소나노튜브의 비표면적에 따른 담지되는 황의 예상 임계치 양
표 슬러리 공정을 통한 리튬-황 전지용 전극 제작 모식도
표 SEM morphologies and EDS mapping results of Li-S battery cathode, (a) before surface treatment and (b) after surface treatment with H2SO4/HNO3 solu
표 Cyclic voltamogram with mixing ratio of the cathode materials, Sulfur: CNT: PVDF = (a)6:3:1, (b)5:4:1, (c) 4.5:4.5:1, and (d) 4:5:1
표 C-rate properties with with mixing ratio of the cathode materials, Sulfur: CNT: PVDF = (a)6:3:1, (b)5:4:1, (c) 4.5:4.5:1, and (d) 4:5:1
표 cell stability test with binder at 0.5C rate, (a) the cathode is consist of sulfur, oxidized CNT and polyvinylidenefluoride, (b) the cathode is consist of sulfur, oxidized CNT and Poly(acrylic acid)
표 직접성장된 탄소나노튜브 전극구조체와 황 사이의 예상 흡착 메커니즘
표 SEM, TEM, EDS mapping images and TGA analysis. SEM image a. beforeRIE process on CNT surface, b. afterRIE process on CNT surface, c. sulfur insertion in the cathode of a(sulfur loading is 7.7mg/cm2), d. sulfur insertion in the cathode of b(sulfur loading is 8.55mg/cm2); TEM image of e. afterRIE process on CNT surface, f~h. EDS mapping image after sulfur insertion, and i. TGA thermogramof CNT, non-surface treated CNT/Sulfur, surface treated CNT/Sulfur composite, and Sulfur
표 Electrochemical performances. a. Cycle performance of the CNT based cathodes before and after RIE process on CNT surface , b. I-V curves of the CNT based cathodes before RIE process, c. I-V curves of the CNT based cathodes after RIE process, d. C-rate performance of the CNT based cathodes before RIE process , e. C-rate performance of the CNT based cathodes after RIE process
표 5인치급 RF-PECVD 설계도 및 완성 시제품
표 황함량 체크 결과

참고문헌 (25)

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