- 분류
- 배터리
전극 계면 안정제를 포함하는 수계 전해질 및 리튬이차전지
수계 전해질에 있어서, 알킬렌옥사이드 반복단위 고분자와 디니트릴계 전극 계면 안정제를 포함시킴으로써, 이온전도도 및 전기화학적 안정성을 향상
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TRL09
사업화
- 본격적인 양산 및 사업화 단계
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TRL08
시작품 인증/표준화
- 일부 시제품의 인증 및 인허가 취득 단계
- 조선 기자재의 경우 선급기관 인증, 의약품의 경우 식약청의 품목 허가 등
- 일부 시제품의 인증 및 인허가 취득 단계
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TRL07
Pilot 단계 시작품 신뢰성 평가
- 시작품의 신뢰성 평가
- 실제 환경(수요기업)에서 성능 검증이 이루어지는 단계
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TRL06
Pilot 단계 시작품 성능 평가
- 경제성(생산성)을 고려한, 파일로트 규모의 시작품 제작 및 평가
- 시작품 성능평가
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TRL05
시제품 제작/ 성능평가
- 개발한 부품/시스템의 시작품(Prototype) 제작 및 성능 평가
- 경제성(생산성)을 고려하지 않고, 우수한 시작품을 1개~수개 미만으로 개발
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TRL04
연구실 규모의 부품/시스템 성능평가
- 연구실 규모의 부품/시스템 성능 평가가 완료된 단계
- 실용화를 위한 핵심요소기술 확보
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TRL03
연구실 규모의 성능 검증
- 연구실/실험실 규모의 환경에서 기본 성능이 검증될 수 있는 단계
- 개발하려는 시스템/부품의 기본 설계도면을 확보하는 단계
- 모델링/설계기술 확보
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TRL02
실용 목적의 아이디어/특허 등 개념 정립
- 실용 목적의 아이디어, 특허 등 개념 정립
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TRL01
기초 이론/실험
- 연구과제 탐색 및 기회 발굴 단계
기술설명
- 기술개요 및 핵심내용
- ᛫ 수계 전해질에 있어서, 알킬렌옥사이드 반복단위 고분자와 디니트릴계 전극 계면 안정제를 포함시킴으로써, 이온전도도 및 전기화학적 안정성을 향상
᛫ 고분자 주변에 분자 군집을 형성시킴으로써, 자유 물 분자를 감소시키고 물의 분해 반응을 억제
᛫ 음극 및 양극 계면에서 SEI 및 CEI 층을 안정적으로 형성시킴으로써, 충·방전 과정에서 전해질 분해 및 가스 발생을 최소화
᛫ 전해질 조성비(고분자:디니트릴)의 최적화를 통해, 높은 전위창과 고율 충방전 성능을 동시에 확보
᛫ 수계 전해질을 적용함으로써, 높은 에너지 밀도와 우수한 용량 유지율을 제공하는 리튬이차전지를 구현
- 기존기술한계점
- ᛫ 기존 수계 전해질은 전위창이 1.5~2V 수준으로 매우 좁아, 적용 시 리튬이차전지의 에너지 밀도가 낮아질 수밖에 없음
᛫ WIS(water-in-salt) 전해질은 전위창을 약 3V까지 확장했으나 이온전도도 저하, 전기화학적 안정성 부족, 사이클 수명 저하 등의 문제가 여전히 존재함
᛫ 고농도 리튬염 사용에 따른 전해질 비용 상승으로 실용화가 어렵다는 경제적 한계가 있음
- 본 기술차별점
- ᛫ 이온전도도 및 전기화학적 안정성이 향상된 수계 전해질을 제공할 수 있음
᛫ 수계 전해질을 포함하는 리튬이차전지는 높은 에너지 밀도와 우수한 율속 특성을 가지며, 수회 충방전 후에도 우수한 용량 유지율을 확보할 수 있음
- 관련시장 및 적용분야
- 2025년 1,946.6억 달러 ⇀ 2033년 4,263.7억 달러 (연평균성장률 10.3%) 승용차, 버스, 이륜차의 급속한 전기화가 주도
응용분야: 리튬 이차전지
적용분야: 전기자동차 전기차 증가, 재생에너지 대규모 통합, 첨단 에너지 저장 솔루션 수요 증가가 시장 성장 견인