초록 ▼

□ 연구개요
본 연구개발은 Ni-rich NCM 양극 활물질을 기반으로 고에너지밀도 후막전극 제조 기술을 확보하여, 전기차 기준 1 회 500 km 이상 주행할 수 있는 고용량 배터리를 개발하는 것을 목표로 함. 에너지밀도 조건 만족을 위해 필요한 양극 활물질의 비용량은 210 mAh·g^-1 수준의 양극판 개발이 필요함. 니켈 함량을 조절하여 양극 활물질의 비용량과 구조적 안정성을 동시에 충족하며, 후막 전극 제작을 위한 전극 내기계적 강도 향상 및 비용량 감소를 최소화하는 단결정/다결정 활물질의 최적 비율

□ 연구개요
본 연구개발은 Ni-rich NCM 양극 활물질을 기반으로 고에너지밀도 후막전극 제조 기술을 확보하여, 전기차 기준 1 회 500 km 이상 주행할 수 있는 고용량 배터리를 개발하는 것을 목표로 함. 에너지밀도 조건 만족을 위해 필요한 양극 활물질의 비용량은 210 mAh·g^-1 수준의 양극판 개발이 필요함. 니켈 함량을 조절하여 양극 활물질의 비용량과 구조적 안정성을 동시에 충족하며, 후막 전극 제작을 위한 전극 내기계적 강도 향상 및 비용량 감소를 최소화하는 단결정/다결정 활물질의 최적 비율을 도출 해 내는 연구가 진행되어야 함. 이는 단결정과 다결정의 장점을 조합하여 기계적 강도와 고용량을 동시에 달성하고, 전극의 성능 악화 현상을 규명하며, 입자균열을 억제하는 기술을 개발함으로써 고에너지밀도 후막전극의 상용화를 목표로함.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
본 연구개발은 단결정 및 다결정 양극 활물질의 조합을 통해 고에너지밀도의 후막전극 제작을 목표로 하며, 이를 통해 전기차의 한 번 충전 시 주행거리를 500 km 이상으로 확장하는 것을 목표로 함. 니켈 함량을 88 %로 높인 Ni-rich NCM 양극 활물질을 개발하고, 형상이 다른 활물질의 기계적 / 전기화학적 특성을 통해 고용량과 구조적 안정성을 달성하고, 동시에 셀 내부의 스택 수 감소를 통해 집전체 및 분리막의 사용량과 비용을 크게 줄이는 것을 기대할 수 있음. 이를 통해 집전체와 분리막에서 발생하는 무게와 부피를 감소시킬 수 있으며, 원가 절감과 함께 생산성 향상을 목표로 함.
또한, 단결정/다결정 활물질의 동시 사용을 통해 압연 공정 중 발생할 수 있는 활물질의 손상을 최소화하고, 이를 통해 고용량 전극의 제작이 가능하며, 에너지밀도 측면에서 큰 이점을 제공함. 본 연구를 통해 개발된 후막전극 기술은 전기차 시장뿐만 아니라 Energy Storage System(ESS) 사업에도 적용될 수 있는 원천기술로 적용 범위를 다방면으로 확장해 나갈 수 있음.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 12
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 12
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 12
• 3) 목표 달성 수준 ... 12
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 12
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 13
• 6. 자체점검표 ... 14
• 7. 참고문헌 ... 14
• 끝페이지 ... 24