초록 ▼

□ 연구개요
본 연구팀에서 연구한 바인더는 전자전도성이 매우 우수한 2차원 MXene 소재를 수용액에 분산시킨 후, 활성물질 및 집전체와의 접착능이 뛰어난 acrylated 고분자를 in-situ 단계유화중합으로 MXene 기재 표면에 core-shell 형태로 합성함 (MXene/core-shell acrylate latex). Alkalization 통하여 core 고분자가 수용액상으로 용해되어 전극슬러리 제조 시 증점제의 역할을 하고, 나머지 MXene/hollow-shell acrylate 바인더 성분이 전극의 접착능

□ 연구개요
본 연구팀에서 연구한 바인더는 전자전도성이 매우 우수한 2차원 MXene 소재를 수용액에 분산시킨 후, 활성물질 및 집전체와의 접착능이 뛰어난 acrylated 고분자를 in-situ 단계유화중합으로 MXene 기재 표면에 core-shell 형태로 합성함 (MXene/core-shell acrylate latex). Alkalization 통하여 core 고분자가 수용액상으로 용해되어 전극슬러리 제조 시 증점제의 역할을 하고, 나머지 MXene/hollow-shell acrylate 바인더 성분이 전극의 접착능 및 전자전도성을 제공할 수 있도록 설계함.

□ 연구 목표대비 연구결과
■ MXene 합성 및 수분산 (1차년도)
1. MXene 합성 및 수분산
- Ti₃AlC₂ MAX phase로부터 Ti₃C₂T_x MXene clay 및 MXene nanosheet 합성
2. 상업용 MXene 수분산
- 2종의 상업용 MXene(Ti₂CT_x, Ti₃C₂T_x)을 MXene/acrylate 복합체의 전도성 기재로 활용
■ MXene/Acrylate 합성 (1,2차년도)
1. 수분산 MXene/PANBA 복합체 바인더
- 유화중합을 이용하여 MXene 표면에 poly(acrylonitrile-co-butyl acrylate) 바인더 합성
2. MXene/Alginate 복합체 바인더
- 1 wt% alginate 수용액 상에서 MXene/Alginate 전도성 바인더 합성 및 분석
■ MXene/Hollow-shell acrylate 합성 (1-3차년도)
1. Hollow-PANBA shell 바인더 합성
- 2단계 유화중합 활용 poly(MMA-BA-MAA) core-PANBA shell 고분자 합성 및 분석
2. 수분산 MXene/hollow-PANBA shell 합성
- 3단계 유화중합 및 alkaization 이용하여 MXene/ hollow-PANBA shell 합성 및 분석
■ LIB (고용량, 고출력) 전극 활용 연구 (1-3차년도)
1. 고용량 Si계 음극용 바인더 평가 및 분석
2. 고출력 Li₄Ti₅O₁₂ 음극용 바인더 평가 및 분석
3. 고출력 LiFePO₄ 양극용 바인더 평가 및 분석
■ 슈퍼커패시터 전극 활용 연구 (3차년도)
1. 고출력 활성탄 전기이중층커패시터 전극용 바인더 평가 및 분석

*본 과제의 연구성과는 SCI 논문 8편 (대표실적 5편, 기타 실적 3편), 특허 1편이며, 논문 2편 투고 준비 중임

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
비교적 최근에 개발된 2차원 MXene 소재의 경우 다양한 분야로 연구가 진행되고 있지만, 전극용 바인더의 전도성 기재로 적용하려는 연구는 세계 최초라 할 수 있음. 또한 전도성 기재상에서 core-shell 및 hollow-shell 형태의 latex 합성 또한 첫 시도라 할 수 있음. 따라서 impact factor가 매우 높은 SCI 저널에 지속적인 연구결과를 발표할 수 있을 것으로 기대됨. 향후에는 산업체와 공동연구를 통하여 본 과제에서 제안한 소재를 기술 이전하고자 함.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 6
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 14
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 14
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 14
• 3) 목표 달성 수준 ... 14
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 15
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 15
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 16
• 6. 참고문헌 ... 16
• 붙임1. 세부 정량적 연구개발성과 ... 17
• 붙임2. 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 23
• 끝페이지 ... 38