- 분류
- 배터리
이중층 구조를 갖는 리튬 이차전지용 양극 및 그 제조 기술
집전체 상에 평균 입자 크기가 서로 다른 양극활물질 입자를 포함하는 제1층과 제2층을 적층하여 형성되는 이중층 구조의 리튬 이차전지용 양극하부층과 상부층에 배치되는 양극
-
TRL09
사업화
- 본격적인 양산 및 사업화 단계
-
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
-
TRL07
Pilot 단계 시작품 신뢰성 평가
- 시작품의 신뢰성 평가
- 실제 환경(수요기업)에서 성능 검증이 이루어지는 단계
-
TRL06
Pilot 단계 시작품 성능 평가
- 경제성(생산성)을 고려한, 파일로트 규모의 시작품 제작 및 평가
- 시작품 성능평가
-
TRL05
시제품 제작/ 성능평가
- 개발한 부품/시스템의 시작품(Prototype) 제작 및 성능 평가
- 경제성(생산성)을 고려하지 않고, 우수한 시작품을 1개~수개 미만으로 개발
-
TRL04
연구실 규모의 부품/시스템 성능평가
- 연구실 규모의 부품/시스템 성능 평가가 완료된 단계
- 실용화를 위한 핵심요소기술 확보
-
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
-
TRL02
실용 목적의 아이디어/특허 등 개념 정립
- 실용 목적의 아이디어, 특허 등 개념 정립
-
TRL01
기초 이론/실험
- 연구과제 탐색 및 기회 발굴 단계
기술설명
- 기술개요 및 핵심내용
- ᛫ 집전체 상에 평균 입자 크기가 서로 다른 양극활물질 입자를 포함하는 제1층과 제2층을 적층하여 형성되는 이중층 구조의 리튬 이차전지용 양극하부층과 상부층에 배치되는 양극
᛫ 활물질 입자의 평균 입자 크기를 서로 다르게 조절하여 전극 내부 밀도 및 전해질 침투 특성을 동시에 확보함
᛫ 제1층 및 제2층을 각각 슬러리 점도, 도포 후 건조 열처리 및 압연 공정을 통해 순차적으로 형성함으로써 입자 크기 분포가 상이한 이중층 전극 구조를 구현함
᛫ 특히, 유동성이 낮은 고체상 젤형 전해질을 포함하는 리튬 이차전지에 적용 시 충방전 반복 과정에서 용량 유지 특성이 향상되는 이중층 양극 구조
- 기존기술한계점
- ᛫ 이중층 구조를 갖는 전극은 두께가 증가하면서 전해질의 함침 및 이를 통한 리튬 이온의 이동이 제한될 수 있으며, 이로 인해 쿨롱 효율의 저하가 야기됨
᛫ 젤 또는 황화물 전해질 등의 고체상 전해질을 활용해야 하는 전고체 전지 구조에서 치명적인 사이클 특성 및 율속 특성 저하가 발생함
- 본 기술차별점
- ᛫ 이중층 전극은 두 개의 서로 다른 평균 입자 크기의 양극 활물질을 가지는 구조로 구성됨
᛫ 서로 다른 평균 입자 크기를 가지는 이중층 상하 적층 구조로 구성하여, 전극 내부의 밀도를 향상시켜 리튬이온의 이동 경로의 최적화 및 전해질 침투에 용이하게 함으로써 전지 성능, 특히 수명특성을 향상시킴
- 관련시장 및 적용분야
- 2025년 1,946.6억 달러 ⇀ 2033년 4,263.7억 달러 (연평균성장률 10.3%)
효율적인 배터리에 대한 수요 증가로 인해 성장
응용분야: 이차전지
적용분야: 가스센서 및 리튬이차전지 친환경 에너지로의 전환이 증가함에 따라 시장 성장이 주도