초록 ▼

□ 연구개발 목표
최종 목표: 다중이온전달기반 고전압 수계 이온전지 원천소재기술 개발
○ 다중이온전달기반 고전압(>1.5 V) 수계 전해질 소재/대형셀 설계 및 안정성 확보 기술
○ 전산모사 기반 소재 설계를 통한 다중이온전달기반 250 Wh/kg 급 고전압, 장수명(80%@300 cycle) 수계이온전지용 전극 소재 개발
○ 첨단 중성자, 방사광 X-선 산란/영상 기술 기반 수계이차전지 소재/셀 멀티스케일 분석 기술 개발
○ 다중이온전달기반 수계이차전지 소재/셀 열화메커니즘 분석 및 원자-나노단위 제어

□ 연구개발 목표
최종 목표: 다중이온전달기반 고전압 수계 이온전지 원천소재기술 개발
○ 다중이온전달기반 고전압(>1.5 V) 수계 전해질 소재/대형셀 설계 및 안정성 확보 기술
○ 전산모사 기반 소재 설계를 통한 다중이온전달기반 250 Wh/kg 급 고전압, 장수명(80%@300 cycle) 수계이온전지용 전극 소재 개발
○ 첨단 중성자, 방사광 X-선 산란/영상 기술 기반 수계이차전지 소재/셀 멀티스케일 분석 기술 개발
○ 다중이온전달기반 수계이차전지 소재/셀 열화메커니즘 분석 및 원자-나노단위 제어 기술을 통한 혁신적 성능 향상

□ 연구개발 내용
○ 다중이온전달기반 고전압 수계이온전지용 전극/전해질 소재 개발
- 다중이온 고전압 수계 전해질 설계 및 고전압 안정성 확보 기술
- 다중이온 기반 고전압 하이드로젤 분리막/전해질 설계 및 합성 기술
- 제일계산 및 실험을 통한 고용량/고출력 고내수성 전극소재 탐색 및 개발
- 전극소재 개발 공적 최적화를 통한 성능 향상 및 구현 메커니즘 제시
- 고용량/고출력 전지소재 개발용 첨단 기능성 기술 개발 및 성능 구현
○ 첨단 방사선/방사광 기술 기반 수계 이차전지 소재/셀 분석 기술 개발
- 중성자/방사광 SXRD 활용 수계이온전지용 소재 원자단위 정밀 구조 분석
- 중성자 소각 산란 / TXM / 3D imaging 및 CDI 기술 활용 소재 나노/마이크로 구조 변화 분석 및 나노 구조체 설계
- 중성자 영상 기술 기반 셀 메커니즘 분석 및 고전압 안정화 기술
- 수계 이온 전지 반응 및 열화 메커니즘 분석을 위한 방사광 X-선 기반 실시간 분석 기술 개발 (SXRD, XANES)
- 25 cm² 급(250Wh/kg) 수계이온전지 대형셀 제작 및 이온전도 메커니즘 연구
○ 연구개발을 통한 최종 달성 정량적 목표
- 용량유지율 / 에너지 밀도 : 80% @300 cycle (0.2 C) / 250 Wh/kg
- 고율특성: 75% (0.2 C 대비 2 C)
- 전해질 전압 안정창: > 1.5 V@30~70℃, 이온전도도: >0.1 S/cm@25℃
- Scale-up을 위한 25cm² 급 수계전해질 기반 셀 제작

□ 활용계획 및 기대효과(응용분야 및 활용범위 포함)
- 개발된 소재 및 시스템에 대한 국내 및 해외 원천소재특허 및 수계이온전지 응용 특허를 획득하여 차세대전지 시장에서 기술적·경제적 우위를 선점
- 차세대 수계 이차전지에 대한 기초과학적 연구는 물론 산업체 원천기술 확보, 응용 연구 확대 및 고도화, 산업적 파급효과가 높은 성과 창출에 기여
- 첨단 방사선/방사광 기술 활용 구조 분석 기법을 다양한 에너지 저장 소재에 광 범위하게 적용 가능 할 것으로 예상

(출처 : 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요 약 문 ... 3
• 목차 ... 5
• Ⅰ. 전 단계 연구개발 실적 ... 6
• 1. 연구개발 목표 및 평가항목별 성과 ... 6
• 2. 추진내용 및 연구개발결과 ... 11
• Ⅱ. 차기단계 연구개발 계획 ... 45
• 1. 연구개발 목표 및 평가항목 ... 45
• 2. 연구개발 내용·방법, 추진체계 및 일정 ... 49
• 3. 참여인력 계획 ... 58
• 4. 연구개발비 집행계획 ... 59
• 5. 연구에 활용 예정인 주요 장비 현황 ... 65
• 6. 사업화 추진 계획 ... 67
• 7. 연구개발 성과의 활용방안 및 기대효과 ... 68
• Ⅲ. 당초 연구계획 대비 주요 변경사항 ... 69
• 1. 전 단계 실적 부분 ... 69
• 2. 차기단계 계획 부분 ... 69
• 끝페이지 ... 69