본 기술은 리튬 이온 이차전지용 불화인산염(LiMPO4F) 양극 활물질 합성 시, 고온 반응 중 손실되는 불소를 보충하기 위해 불소를 포함하는 유기화합물(PTFE, PVDF 등) 또는 불소를 포함하는 암모늄 화합물(NH4F)을 추가하여 단일 단계 고상 반응으로 고순도 화합물을 제조하는 기술입니다.
기존의 불화인산염 합성은 LiF의 높은 결합 에너지로 인해 분해가 어렵고, 분해된 불소가 쉽게 증발하여 손실됨에 따라 고순도 화합물 제조가 어려우며, 기존 2단계 반응법은 공정 비용이 높고 상용화에 한계가 있음 문제가 있었습니다.
본 기술은 리튬 전구체, 금속 전구체, 인산염 전구체와 함께 불소 손실을 보충할 수 있는 '불소 소스(유기 불소 화합물 또는 암모늄 불화물)'를 전구체 대비 10~200% 중량비로 혼합하고, 500~750℃ 범위에서 1회의 단일 고상 합성 반응을 수행함함으로써, 리튬 이차전지 양극 소재 응용 제품의 부가가치를 높이는 데 활용될 수 있습니다.
본 기술은 금속 전구체와 불소 함유 유기 화합물(PTFE, PVDF 등)을 혼합하여 가열함으로써, 강산(HF) 사용 없이 단일 고상 반응 공정을 통해 고순도의 이원계 또는 삼원계 금속 불소화물을 합성하는 기술입니다.
기존의 습식 석출법은 강산인 불산(HF)을 사용하여 안전성과 환경 문제가 있으며, 공정이 복잡하여 대량 생산이 어렵고 전도성 카본 코팅 등 부가적인 성질을 동시에 구현하기에 한계가 있음 문제가 있었습니다.
본 기술은 PTFE 또는 PVDF와 같은 불소 함유 고분자를 불소 공급원으로 사용하여 금속 전구체와 혼합 후 450℃~750℃에서 가열함함으로써, 리튬 이차전지 양극 소재 제조 공정의 효율을 높이는 데 유용하게 쓰일 수 있습니다.
본 기술은 전기방사 공정을 통해 고분자-금속산화물 복합체 섬유를 형성한 뒤, 환원 및 산화 열처리(Kirkendall 효과 유도)를 거쳐 금속산화물 입자 내부에 빈 공간을 형성하고 이를 탄소 지지체 내에 균일하게 분산시킨 구조체 기술입니다.
이차전지 전극 재료(금속산화물) 사용 시 충·방전 과정에서 발생하는 급격한 부피 팽창으로 인한 구조적 불안정성, 입자 응집, 전기적 특성 저하 문제 문제가 있었습니다.
본 기술은 금속산화물 입자 내부에 '속이 빈(hollow)' 구조를 도입하여 충·방전 시 발생하는 부피 팽창에 따른 기계적 응력을 수용하고, 주변에 형성된 탄소 지지체를 통해 입자 간 응집을 억제하여 구조적 안정성과 전기적 특성을 유지함함으로써, 이차전지 시장에서 차별화된 기술적 강점을 제공할 수 있습니다.
본 기술은 초임계 이산화탄소(scCO2)의 높은 침투성과 젖음성을 활용하여 탄소 전구체를 리튬인산철(LiFePO4) 입자의 표면 및 기공에 균일하게 흡착시킨 후 소성함으로써, 적은 탄소 함량으로도 우수한 전기전도도와 충방전 특성을 확보하는 기술입니다.
LiFePO4는 본질적인 낮은 전기전도도와 리튬 이온 확산 속도로 인해 성능 저하가 발생하며, 기존의 습식 코팅 방식은 탄소의 균일한 코팅이 어렵고 과량의 탄소 사용으로 인한 공정 효율 저하, 환경 오염물질 발생, 입자 응집 등의 문제가 있었습니다.
본 기술은 탄소 전구체를 초임계 이산화탄소에 용해시켜 '탄소 함유 이산화탄소 유체'를 형성하고, 이를 LiFePO4 입자에 담지하여 탄소 전구체를 미세 기공까지 고르게 흡착시킨 뒤, 환원 분위기에서 200~800℃로 소성하여 결정질 탄소 코팅층을 형성함으로써, 이차전지에 적용되어 기존 소재의 한계를 보완할 것으로 기대됩니다.
본 기술은 전이금속 산화물 나노입자와 단분자 화합물을 교대로 적층하여 박막을 형성한 후, 스퍼터링 공정을 통해 전도성 금속 입자를 박막 내부로 직접 주입하여 전극의 내부 저항을 낮추고 전하 이동도를 향상시키는 기술입니다.
전이금속 산화물은 높은 이론적 용량을 가지나 전기 전도도가 낮아 충·방전 속도가 느리고, 리튬 이온과의 반응 시 부피 팽창에 따른 구동 안정성 저하 문제가 발생함. 기존의 탄소재료 혼합 방식은 공정이 복잡하고 대면적 적용이 어려우며 중량 증가로 인한 에너지 밀도 저하를 초래함 문제가 있었습니다.
본 기술은 단분자 화합물(TREN 등)을 이용해 전이금속 산화물 나노입자(Fe3O4, MnO2 등)를 기판에 고정하고, 박막 형성 후 스퍼터링을 통해 고전도성 금속 입자(Pt, Au, Ag 등)를 박막 내부에 도입함으로써 전기적 통로를 확보하고 구조적 안정성을 유지함함으로써, 이차전지의 상용 경쟁력 확보에 실질적으로 보탬이 될 수 있습니다.
본 기술은 배터리 표면의 고온부와 저온부 간의 온도 구배를 완화하기 위한 진동형 히트 파이프와, 열 버퍼 역할을 하는 상변화 물질(PCM) 캡슐 및 탄소 섬유/나노튜브 기반 열전달층을 결합하여 배터리 열관리를 최적화하는 기술입니다.
고에너지 밀도 배터리의 충·방전 시 국부적 발열로 인해 발생하는 셀 내 온도 편차와 고온 현상이 배터리의 성능 저하 및 신뢰성 하락을 유발하는 문제 문제가 있었습니다.
본 기술은 진동형 히트 파이프를 통해 고온 영역의 열을 저온 영역으로 분산시키고, 폴리우레탄 충전재와 혼합된 PCM 캡슐(탄소 섬유/나노튜브 열전달층 포함)을 열 버퍼로 배치하며, 외부에 냉매 기반 롤 본드(Roll-bond)형 열교환부를 적층하여 에너지 효율적인 냉각 및 균일한 온도 분포를 구현함함으로써, 배터리 열관리·안전 시스템의 안정성과 수명 특성을 개선하는 방향으로 응용될 수 있습니다.
본 기술은 다공성 탄소 구조체 내에 금속 황화물을 형성하고, 금속 나노 입자를 선택적으로 에칭하여 형성된 메조 기공에 황을 담지함으로써 리튬 폴리설파이드 셔틀링을 억제하고 전도성을 향상시키는 기술입니다.
황의 낮은 전도성, 리튬 폴리설파이드 용출(셔틀링)에 의한 전지 성능 저하, 그리고 기존 다공성 탄소 구조체의 기공 구조 한계로 인한 제한적인 황 담지량 문제 문제가 있었습니다.
본 기술은 금속-탄소 복합체를 황화 처리한 후 산성 용액으로 잔류 금속 입자를 제거하여 메조 기공을 확보하고, 이 공간에 황을 담지하는 단계적 제조 공법(전구체 합성→탄화→황화→에칭→황 합성)을 제안함으로써, 차세대 리튬 이차전지 양극 소재 개발에 실질적인 해법을 제시할 수 있습니다.
본 기술은 셀룰로오스 섬유로 이루어진 다공성 종이 기재 표면에 친수성 또는 소수성 고분자를 순차적으로 코팅하여 복합박막을 형성함으로써, 종이의 기계적 물성과 다공성을 유지하면서 전해질 젖음성과 이온 전도도를 개선한 전기화학소자용 분리막입니다.
기존 PP/PE 분리막은 소수성으로 인해 전해질 젖음성이 낮아 이온 이동이 제한적이며, 이를 극복하기 위한 계면활성제 처리 방식은 다양한 전해질에 적용하기 위한 범용성에 한계가 있음 문제가 있었습니다.
본 기술은 셀룰로오스 섬유 외면에 아민기 함유 고분자(제1 층)와 카르복실기 함유 고분자(제2 층)를 순차 코팅 후 열처리를 통해 아미드 결합을 형성하거나, 또는 전하가 다른 플루오린계 고분자 간의 정전기적 인력을 이용해 자기조립 코팅을 수행하여 다층 복합박막을 형성함으로써, 이차전지 전해질 시장에서 차별화된 기술적 강점을 제공할 수 있습니다.
본 기술은 그래핀(2D) 시트 상에 특정 결정학적 방향(지그재그 배열 및 55~65° 경사각)으로 성장된 CuGeO3(1D) 나노와이어의 복합화. 특히 수소 환원 열처리를 통해 표면에 산소 결함(oxygen vacancy)을 유도하여 1D/2D 이종계면에서의 삼중계면(Triple-phase boundary) 효과를 극대화함 기술입니다.
기존 리튬공기전지용 촉매는 귀금속(Pt 등) 사용으로 인한 높은 제조 단가와 복잡한 합성 공정 문제를 가짐. 또한, 산소 환원 반응(ORR)과 산소 발생 반응(OER) 간의 과전압 차이를 효과적으로 줄이지 못해 높은 에너지 효율을 확보하기 어렵고, 방전 생성물(Li2O2)에 의한 전극 표면 피복으로 인한 성능 저하 문제가 존재함 문제가 있었습니다.
본 기술은 GeO2와 Cu(CH3COO)2·H2O를 이용한 수열합성법으로 그래핀 시트 상에 1D CuGeO3 나노와이어가 규칙적으로 배열된 복합체를 제조함으로써, 전기화학 촉매에 도입되어 공정 단순화와 비용 절감에 기여할 수 있습니다.
본 기술은 리튬공기전지 양극의 산소 환원(ORR) 및 산소 발생(OER) 효율을 높이기 위해, 특정 결정면({200})이 노출된 단결정 NiS2(니켈-황) 나노시트를 2차원 구조로 설계하여 촉매 활성 면적을 극대화함 기술입니다.
종래의 리튬공기전지는 ORR과 OER 간의 높은 과전압 차이로 인해 에너지 효율이 낮고, 이를 해결하기 위한 백금(Pt) 등 귀금속 촉매는 제조 단가가 높아 상용화에 어려움이 있음 문제가 있었습니다.
본 기술은 수열합성법으로 제조된 Ni(OH)2 나노시트 전구체를 황(S) 분말과 고상/기상 반응시켜, 구조적으로 제어된 단결정 {200} 결정면 노출 NiS2 나노시트를 제조함으로써 고활성, 고안정성 및 저비용 특성을 확보함으로써, 리튬 이차전지 양극 소재의 상용 경쟁력 확보에 실질적으로 보탬이 될 수 있습니다.
본 기술은 배터리 셀 모듈 내 전체 셀의 충전 전하량 표준편차를 기반으로 밸런싱 수행 여부를 결정하고, 모든 셀의 전하량과 회로의 전하전달효율을 고려한 목표 '밸런싱 전하량(Q_b)'을 산출하여 최적화된 밸런싱 타임을 계산 및 적용하는 기술입니다.
종래의 밸런싱 기술은 단순히 가장 높은 셀에서 낮은 셀로의 반복적인 전하 이동 방식을 취하여 밸런싱 효율이 낮고, 다수의 셀 간 불균형 해소에 많은 시간이 소요되는 문제점이 있었습니다.
본 기술은 전체 배터리 셀의 전하량을 측정 및 정렬한 후, 특정 타겟인 밸런싱 전하량(Q_b)을 산출함함으로써, 배터리 관리 시스템 시장에서 차별화된 기술적 강점을 제공할 수 있습니다.
본 기술은 폴리에틸렌 옥사이드(PEO) 블록의 말단을 술폰산기(-SO3H) 또는 술폰산 금속염기(-SO3M)로 개질하여, 블록 공중합체의 상호작용 및 나노구조(특히 자이로이드 구조)를 제어함으로써 이온 전도도를 향상시키는 기술입니다.
기존 PEO 기반 블록 공중합체는 블록의 종류나 분자량 변화를 통해 나노구조를 제어할 경우 이온 확산 상수와 전도도에 의도치 않은 부정적 영향을 줄 수 있음 문제가 있었습니다.
본 기술은 블록 공중합체의 PEO 블록 말단을 -SO3H 또는 -SO3M(M은 알칼리 금속 이온)으로 개질함함으로써, 이차전지 전해질에서 요구되는 특성을 안정적으로 확보하는 데 활용될 수 있습니다.
본 기술은 폴리디시옥사마이드(PDTOA) 블록과 친수성 블록(PEO)을 포함하는 블록 공중합체를 사용하여, PDTOA의 티오아미드 작용기와 리튬염 음이온 간의 수소 결합을 유도함으로써 음이온의 확산을 제한하고 리튬 이온 수송률을 향상시키는 고분자 전해질 기술입니다.
기존 PEO 기반 고분자 전해질은 낮은 기계적 강도와 더불어, 전해질 내 음이온의 자유로운 이동으로 인한 분극 현상(concentration polarization)이 발생하여 리튬 이온 전지의 충/방전 속도가 제한되는 문제 문제가 있었습니다.
본 기술은 PDTOA 블록을 포함하는 나노구조(라멜라 구조)의 블록 공중합체(PEO-b-PDTOA)를 설계함으로써, 이차전지 전해질의 신뢰성과 효율을 동시에 향상시키는 데 적합합니다.
본 기술은 리튬 망간 스피넬 구조에서 망간 함량은 유지하되, 리튬 함량을 높이고 전하 중성을 맞추기 위해 전이금속(예: Ni) 함량을 조절하여 화학양론적 조성비를 변경하는 기술입니다. 이를 통해 산소 결핍을 억제하여 Mn3+ 생성을 방지하고, 구조 내 국부적 무질서도(local disordering) 유도 및 층상구조(Li2MnO3) 복합체 형성을 통해 전기화학적 성능과 수명을 향상시킵니다 기술입니다.
기존 스피넬형 리튬 망간 산화물(LMO)은 고온 저장 시 전해액 내 망간 이온 용출로 인한 수명 저하와 스피넬 구조 자체의 낮은 용량 문제가 있습니다. 또한, 기존의 규칙적(ordered) 구조는 Mn3+ 함유로 인한 용출 문제가 있고, 이를 개선하기 위한 층상-스피넬 복합체 합성법(공침법 등)은 공정이 복잡하고 고비용이라는 한계가 있습니다 문제가 있었습니다.
본 기술은 리튬 전구체, 망간 전구체, 전이금속 전구체를 혼합하여 800~900℃에서 하소(calcination)한 뒤, 자연 냉각 및 재펠렛화 후 600~700℃에서 48~72시간 동안 재소성(re-annealing)하는 고상법(solid state reaction)을 사용합니다함으로써, 리튬 이차전지 양극 소재의 성능 개선과 상용화 가능성을 함께 높일 수 있습니다.
본 기술은 황을 함유한 다공성 유기 결정(TTCA 등)을 소프트 템플릿으로 사용하여, 그 내부 기공 및 시올기(thiol group)와 원소 황을 가황(vulcanization) 반응시켜 폴리설페인이 결합된 복합체 구조를 형성함으로써 황의 용출을 억제하고 리튬 이온 전도도를 향상시키는 기술입니다.
기존 리튬-황 전지는 양극 내 황의 낮은 전기 전도도, 충·방전 시 생성되는 용해성 폴리설파이드의 셔틀 메커니즘으로 인한 용량 감소, 그리고 고속 충·방전 시의 성능 급락 문제 문제가 있었습니다.
본 기술은 트라이사이오사이뉴릭 에시드(TTCA) 결정을 템플릿으로 제조한 후, 160℃에서 황을 충진하고 220℃ 이상에서 가황 반응을 시킴으로써, TTCA 구조체 내에 선형 폴리설페인(5~7개의 황 원자)이 화학적으로 결합된 형태의 양극 활물질을 제조하여 폴리설파이드의 외부 용출을 차단함함으로써, 리튬 이차전지 양극 소재의 품질과 생산성을 함께 끌어올리는 데 활용될 수 있습니다.
