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전고체 전지용 저온 소결형 극판 및 분리막 제조 기술

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최고관리자  0 Comments  1 Views  20-11-10 15:46  기계

본문

분야 : 전자~전기 개발상태 5 9
전고체 전지용 저온 소결형 극판 및 분리막 제조 기술
보유기관 및 연구자 : 한국전기연구원 하윤철
  • 특허정보

    황화물계 고체전해질을 포함하는 고체전해질층 및 전극복합체층의 제조방법 (No : 10-2193945)

    황화물계 고체전해질 분말 제조방법, 고체전해질 분말을 포함하는 고체전해질층, 전극복합체층 제조방법 및 이를 포함하는 전고체전지 (No : 10-2017-0047411)

  • 거래조건 : 별도 협의

기술완성도

  • 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
  • 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
주요기술구성
▶ 이온전도도, 리튬 금속 적용성, 극판 및 분리막 제조 용이성이 우수한 Li7P2S8X 황화물계 고체전해질 제조기술
▶ 고체전해질 입자간 및 전해질 입자와 활물질 입자 간의 치밀도 및 이온전도 특성을 향상시킬 수 있는 저온소결형 황화물 고체전해질을 포함하는 고체 전해질층 및 전극 복합체 층의 제조방법
▶ 전극복합체 슬러리를 도포한 후 열처리 및 압착하여 전극 복합체층을 형성하고, 도체전해질 슬러리를 도포한 후 열처리 및 압착하여 고체 전해질층을 140내지 250도에서 열처리 및 10내지 500MPa의 압력으로 압착하는 고해 전해질층 및 전극복합층의 제조

적용분야 및 적용제품
▶ 전기자동차, 에너지저장시스템(전기차용 배터리, 이차전지, ESS용 배터리
시장동향
▶ 글로벌 이차전지 시장은 전기차 보급 확대에 힘입어 2020년 461억 달러에서 2030년 3,517억 달러로 향후 10년 간 8배 성장할 것으로 예상됨
▶ 글로벌 전기차 배터리 시장은 전년 대비 약 57% 증가하여 2020년 330억 달러를 상회하였으며, 중국·유럽·미국 등 주요 전기차 시장 성장세에 힘입어 2023년 804억 달러 규모에 이를 것으로 전망됨

특장점
기존 기술의 문제점
▶ 이차전지의 적용방향이 중대형 분야로 확장되고 있으며, 주로 에너지저장장치 또는 전기자동차 등과 관련하여 고에너지 및 고출력이 요구되는 분야로 확장
▶ 현재 상용화된 대부분의 이차전지는 리튬 염을 유기용매에 녹인 유기 액체 전해질을 이용하여 누액을 비롯하여 발화 및 폭발에 대한 잠재적인 위험성을 가짐
▶ 전고체전지 생산 기술은 주로 슬러리 도포 방식의 기술이 개발되고 있으나 이러한 방법으로 개발된 고체전해질은 열처리 온도가 높아 전극 및 전해질층의 제조 후 열처리가 불가능함
기존 기술과의 차별성
▶ 습식 밀링 및 저온 열처리(< 200℃)를 통해 이온전도도가 높고(> 3x〖10〗^(−3) S/cm) 리튬 금속 적용성이 뛰어난 황화물 고체전해질을 제조가능
▶ 저온 결정화 특성을 활용하여 고체 전해질층의 공극 최소화 및 고체전해질-양극화물질 입자간 계면 접촉저항 최소화 가능
▶ 비정질 입자의 높은 소성변형 특성을 이용하여 치밀한 전극 층 및 고체 전해질층을 제조할 수 있어 전고체전지 성능 향상 가능
우수기술 Gyeonggi Technology Market