초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
◎ 최종 목표
■ 수소차의 피크지원을 위한 고출력 리튬이온 커패시터 기술 개발
○ Li-inserted porous carbon 소재 개발
- Li 함입율 : ＞5at.% in carbon
○ Sheet-laminating electrode 적용 기술 개발
- 전극밀도 : 0.6g/cc (활성탄)
○ 고출력 Li-ion capacitor (LIC) 제조 기술 개발
- 전압 : ＞3V, 에너지밀도 : 30Wh/kg, 파워밀도 : ＞4,500W/kg
- 온도 특

□ 연구개발 목표 및 내용
◎ 최종 목표
■ 수소차의 피크지원을 위한 고출력 리튬이온 커패시터 기술 개발
○ Li-inserted porous carbon 소재 개발
- Li 함입율 : ＞5at.% in carbon
○ Sheet-laminating electrode 적용 기술 개발
- 전극밀도 : 0.6g/cc (활성탄)
○ 고출력 Li-ion capacitor (LIC) 제조 기술 개발
- 전압 : ＞3V, 에너지밀도 : 30Wh/kg, 파워밀도 : ＞4,500W/kg
- 온도 특성 : -30℃∼70℃, Cycle 특성 : 10,000회

◎ 전체 내용
○ Li-inserted porous carbon 개발
- 흑연의 Li-insertion process 공정 기술 연구
- Li insertion 량, 공정 개발 및 변수 (가압, 온도 조절) 연구
- Li-inserted porous carbon compound 특성 평가 (비표면적, pore 분율, 관능기 등) 연구
○ Li metal free carbon electrodes 제조 기술 개발
- Li-ion 함입양에 따른 양/음극의 전극 조성 최적화
- Li 금속 미사용 탄소전극의 전위 및 비가역 용량 개선 연구
- 고밀도, 전극 후막화를 위한 sheet-laminated electrode 제조 기술 연구
○ Pouch-type 리튬이온커패시터 (LIC) 셀 제조 기술 개발
- 단자 인출 방식 (단자 두께, 폭 및 용접 방식) 최적화 연구
- 양극/Separator/음극 구성 최적화 및 셀 조립 공정 연구
- 저온, 고온용 전해액 공용매 매칭 및 첨가제 연구

◎ 1단계
● 목표
■ 수소차의 피크지원을 위한 고출력 리튬이온 커패시터 기술 개발
● 내용
○ Li-inserted porous carbon 소재 개발
- Li 함입율 : >5at.% in carbon
○ Sheet-laminating electrode 적용 기술 개발
- 전극밀도 : 0.6g/cc (활성탄)
○ 고출력 Li-ion capacitor (LIC) 제조 기술 개발
- 전압 : >3V, 에너지밀도 : 30Wh/kg, 파워밀도 : >4,500W/kg
- 온도 특성 : -30℃∼70℃, Cycle 특성 : 10,000회

◎ 해당 연도
● 목표
■ 고출력 리튬이온 커패시터 원천기술 개발
● 내용
○ Li-inserted porous carbon 소재 개발
- Li 함입율 : >5at.% in carbon
○ Sheet-laminating electrode 적용 기술 개발
- 전극밀도 : 0.60g/cc (활성탄)
○ 고출력 Li-ion capacitor (LIC) 제조 기술 개발
- 전압 : >3.0V, 에너지밀도 : 30Wh/kg, 파워밀도 : >4,500W/kg
- 온도 특성 : -20℃∼70℃, Cycle 특성 : 10,000회

□ 연구개발성과
○ 논문 게재 11건, 특허 출원 8건, 기술이전 3건 (착수기술료: 26.4억원)
○ 저가형 Li-decorated activated carbon (LdAC) 대량 합성 기술, Li-inserted Graphite (LiG) 합성 기술, 고용량화를 위한 sheet laminated electrode 기술, Li-inserted carbon (Li metal free) 적용 pouch-LIC 셀 제조 공정 기술 확립을 통한 온도 특성 -30℃∼70℃(Cap. retention 90%이상), 사이클 성능 95%@10,000회, 3.8V, 31.2Wh/kg, 8,500W/kg급 리튬이온 커패시터 셀 개발

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
○ 성과활용 계획
ㅇ 새로운 시장 개척
- 고출력 주/보조 활물질 시장 개척
- 자동차, 버스 및 트럭의 power-assist용 전원시장 개척
ㅇ 수송·자동차용 에너지 저장 전원시장 인프라 구축
- 산학연 연계의 협업 및 정보 공유 인프라 구축
- 슈퍼커패시터의 전후방 연계를 통해 제조 및 응용 분야와의 생태계 구축
○ 기대 효과
ㅇ 기술적 효과
- 소재, 전극 및 셀의 시장 선도형 기술 확보에 의한 대일 무역적자 해소 및 기술 독립 효과
ㅇ 경제적 효과
- 다양한 연료전지 자동차 및 수송차의 적용 확대에 의한 국내외 리튬이온 커 패시터 시장 점유율 제고
· 2024년에 국내 매출 규모 중 20%인 1,000억원의 시장 확보 전망*
*【출처】 Global Market Insights, 2016

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요 약 문 ... 2
• 1. 연구개발기술의 개요 및 필요성 ... 4
• 1) 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2) 해결하고자 하는 핵심 문제(기술적 측면) ... 6
• 3) 문제점의 해결 방법 ... 7
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 9
• 1) 연구개발과제의 최종 목표 ... 9
• 2) 연구개발기간 추진 내용 ... 10
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 40
• 1) 정성적 연구개발성과 ... 40
• 2) 정량적 연구개발성과 ... 41
• 3) 세부 정량적 연구개발성과 ... 41
• 4) 계획하지 않은 성과 및 관련 분야 기여사항 ... 47
• 5) 연구개발비 사용실적 ... 47
• 4. 다음 연도 연구개발계획 ... 47
• 1) 연구개발 목표 및 내용 ... 47
• 2) 국내외 관련 분야 환경변화 ... 48
• 3) 연구개발 추진전략 ... 48
• 4) 연구개발 일정 및 기대 성과 ... 49
• 5) 연구개발비 사용 계획 ... 50
• 6) 사업화 추진 계획 ... 50
• 7) 연구개발 성과의 활용방안 및 기대효과 ... 50
• 끝페이지 ... 52