본 기술은 블록 공중합체의 이온 전도성 블록과 이온성 액체를 결합하여 연속적인 이온 전도 매트릭스를 형성하고, 비전도성 블록을 면심입방(FCC) 또는 O70 구조로 정렬시켜 이온 전도 경로의 굴곡률(Tortuosity)을 최소화한 기술입니다.
종래의 고분자 전해질은 이온 전도 경로의 굴곡률이 높고 구조적 무질서로 인해 이온 전도도가 낮으며, 기계적 강도가 부족한 한계가 있음 문제가 있었습니다.
본 기술은 친수성 전도성 블록(술폰화된 폴리스티렌 등)과 소수성 비전도성 블록(폴리메틸부틸렌 등)으로 구성된 블록 공중합체에 이온성 액체를 함유시켜, 비전도성 도메인이 FCC 또는 O70 입방 구조로 규칙적으로 정렬되도록 나노구조를 제어함으로써, 이차전지 전해질 관련 기술의 완성도를 끌어올리는 기반이 될 수 있습니다.
본 기술은 본 발명은 나프토퀴논 유도체(예: DANQ)의 아민기를 가스확산층(GDL)의 카르복실기와 펩티드 결합으로 고정하여, 유기 활물질의 전해질 용출을 억제하고 낮은 밴드갭(약 2.7 eV)을 통해 빠른 전자/리튬 이온 수송을 유도하는 기술이다 기술입니다.
기존 퀴논계 유기 양극 물질은 액체 전해질에 대한 높은 용해성으로 인한 급격한 용량 저하, 낮은 전기 전도도, 그리고 느린 산화-환원 속도로 인해 실용화에 한계가 있었다 문제가 있었습니다.
본 기술은 2,3-diamino-1,4-naphthoquinone(DANQ)을 합성하고, 이를 카르복실기로 개질된 다공성 가스확산층(GDL-COOH) 표면에 펩티드 결합으로 고정하여 구조적 안정성과 전기화학적 가역성을 극대화함함으로써, 이차전지 전해질 분야의 소재 경쟁력을 높이는 데 기여할 수 있습니다.
본 기술은 철강 제조 부산물인 슬래그를 산침출하여 다공성 실리콘 산화물을 형성한 뒤, 열 흡수제(NaCl 등) 존재 하에서 마그네슘(Mg) 열환원법을 수행하여 나노 구조가 제어된 다공성 실리콘을 제조하는 기술입니다.
기존 실리콘 음극재는 충/방전 시 부피 팽창으로 인한 구조 붕괴 문제가 있으며, 나노 구조 실리콘 합성 시 고가의 원재료(실란 등)나 복잡한 다단계 공정, 고가 주형(Template) 사용이 필요하여 경제성이 낮음 문제가 있었습니다.
본 기술은 철강 슬래그를 1~5M 산 용액으로 침출하여 불순물을 제거하고, 열 흡수제(질량 대비 1.5~10배)를 혼합하여 Mg 열환원 반응 시 국부적 발열로 인한 나노 구조 붕괴를 방지함으로써, 자원 순환·재활용 응용 제품의 부가가치를 높이는 데 활용될 수 있습니다.
본 기술은 리튬 금속 음극의 표면에 리튬염화물(LiCl)과 금속(In, Al, Bi, As) 합금의 복합층을 형성하여, 덴드라이트 성장을 억제하고 리튬 분말 음극의 계면 저항을 개선하는 기술입니다.
리튬 포일 사용 시의 낮은 에너지 밀도, 충방전 시 발생하는 리튬 덴드라이트 성장으로 인한 데드 리튬(dead lithium) 발생, 전해질과의 부반응에 의한 전해질 고갈 및 전지 안정성 저하 문제 문제가 있었습니다.
본 기술은 나프탈렌을 이용하여 리튬 분말 표면의 산화막을 제거한 후, 금속염화물(InCl3 등) 용액과 혼합 반응시켜 표면에 40~200 nm 두께의 LiCl 및 리튬-금속 합금 복합 코팅층을 형성하는 방법함으로써, 이차전지 음극 소재 응용 제품의 부가가치를 높이는 데 활용될 수 있습니다.
본 기술은 배터리 셀 사이에 냉매가 대류하는 히트싱크를 배치하고, 외부 냉각채널과 연결된 냉각부재를 통해 응축과 증발 과정을 반복함으로써 배터리 셀의 열을 효율적으로 분산시키는 열 관리 메커니즘입니다.
기존 방식은 배터리 셀의 일측에서만 냉각이 이루어져 셀 내부 위치별로 온도 편차가 크게 발생하며, 이로 인해 배터리 셀의 성능 저하 및 수명 단축이 초래됨 문제가 있었습니다.
본 기술은 배터리 셀 사이에 내부에 냉매가 대류하는 'U'자형 또는 링 형태의 히트싱크를 삽입하고, 히트싱크의 응축부를 냉각부재와 접촉시켜 냉매를 응축시키며, 증발부를 셀 표면과 접촉시켜 기화열을 이용해 셀 측면의 열을 효과적으로 방열하도록 구성함으로써, 배터리 열관리·안전 시스템 연구·개발 현장에서 폭넓게 응용될 여지가 있습니다.
본 기술은 파우치형 배터리 셀의 탭(Tab) 부위 발열을 해결하기 위해, 기존의 판형 핀(Parallel plate-fin) 냉각 구조를 연장하여 탭 방열부를 감싸고 압착함으로써 탭의 열을 컴프레션 패드와 내측 핀을 통해 효과적으로 외부로 방출하는 냉각 구조입니다.
기존의 Parallel plate-fin 방식은 배터리 셀의 측면 냉각에는 효과적이나, 상대적으로 발열이 심한 탭 부위의 열을 효율적으로 방열하지 못하여 탭 부위의 온도 불균등과 배터리 성능/수명 저하 문제가 발생함 문제가 있었습니다.
본 기술은 탭 양측을 감싸는 탭 방열부(제1/제2 탭 방열판)를 추가하고, 기존의 내측 핀 및 컴프레션 패드가 이 탭 방열부를 감싸도록 연장하여 배치함함으로써, 배터리 열관리·안전 시스템의 안정성과 수명 특성을 개선하는 방향으로 응용될 수 있습니다.
본 기술은 유기 화합물(5,10-디메틸페나진)에 비-배위 음이온인 헥사플루오로포스페이트(PF6-)를 이온 결합시켜 유기 염(Organic Salt) 형태의 양극 활성 물질을 제조함으로써, 전해질에 대한 용해도를 제어하는 기술입니다.
유기 배터리 내 양극 활성 물질인 유기 화합물이 전해질에 쉽게 용해되어 방전, 불량한 사이클성, 및 셔틀 현상에 의한 배터리 단락을 유발하는 문제 문제가 있었습니다.
본 기술은 5,10-디메틸페나진을 실버 헥사플루오로포스페이트 등의 산화제를 이용해 5,10-디메틸페나지늄 헥사플루오로포스페이트 염으로 전환하여 양극 활성 물질로 사용하고, 농축 전해질과 조합하여 유기 화합물의 용해도를 현저히 감소시킴함으로써, 리튬 이차전지 양극 소재에서 요구되는 특성을 안정적으로 확보하는 데 활용될 수 있습니다.
본 기술은 탄화된 직물소재 지지체에 금속을 전기도금하여 전기전도도와 비표면적을 확보하고, 황 고분자와 기능화된 탄소나노튜브(아민기/카르복실기)를 층상 자기조립(LbL) 방식으로 코팅하여 전도성 캡핑층을 형성함으로써 황의 셔틀 효과를 억제하고 전기화학적 안정성을 향상시키는 기술입니다.
기존 탄소 기반 지지체는 전도성 및 기계적 안정성이 부족하고, 무전해 도금은 불순물 형성 및 균일한 코팅의 어려움이 있음. 또한, 리튬-황 전지 양극의 황 로딩량 증가 시 낮은 전기전도도, 부피 팽창, 셔틀 효과(Shuttle effect)로 인한 구동 안정성 저하 문제 문제가 있었습니다.
본 기술은 직물을 600~2000℃에서 열처리하여 네트워크 구조를 유지한 탄소 지지체를 제조한 후, 전기도금을 통해 금속(Ni, Cu, Al 등)을 균일하게 도포함함으로써, 차세대 리튬 이차전지 양극 소재 개발에 실질적인 해법을 제시할 수 있습니다.
본 기술은 이온 교환 수지에 Fe3+ 이온을 담지시킨 후, 6가 크롬 화합물과 이온 교환을 거쳐 철-크롬 산화물을 합성하는 방법으로, 기존 크롬 산화물 내의 비활성 Cr3+ 이온을 전기화학적 활성이 있는 Fe3+ 이온으로 치환하여 전기용량을 증대시키는 기술입니다.
기존의 크롬 산화물 양극재(Cr8O21, Cr2O5)는 산화/환원 반응에 기여하지 않는 Cr3+ 이온을 포함하고 있어 전기용량 증대에 한계가 있음 문제가 있었습니다.
본 기술은 Fe3+ 치환된 양온 교환 수지를 활용하여 6가 크롬 화합물과 반응시킨 뒤, 270~350℃에서 열처리하여 제조함으로써, 이차전지의 안정성과 수명 특성을 개선하는 방향으로 응용될 수 있습니다.
본 기술은 배터리 셀과 냉각 플레이트 사이의 열전도모듈을 입구 측에서 출구 측으로 갈수록 단계적으로 열전도도가 높아지는 다층 구조(제1~제3 전도층)로 구성하고, 냉각 플레이트 내부 유체관의 단면적을 조절(수렴/발산 채널)하여 배터리 셀의 위치별 온도 구배를 최소화함 기술입니다.
기존 냉각 구조는 냉각수 입/출구의 온도 차로 인해 배터리 셀 내에 큰 온도 편차가 발생하며, 이를 해결하기 위한 히트파이프나 상변환 물질 추가 시 시스템의 복잡성과 비용이 증가하는 문제점이 있었습니다.
본 기술은 1) 열전도모듈: 냉각수 흐름 방향을 따라 열전도도가 낮은 층(입구)에서 높은 층(출구)으로 배치된 하이브리드 열전도모듈(TIM) 구성함으로써, 배터리 열관리·안전 시스템 시장에서 차별화된 기술적 강점을 제공할 수 있습니다.
본 기술은 결정수(H2O)를 포함하는 2차원 층상 구조의 리튬 망간 산화물을 제조하여, 충/방전 시 리튬 이온의 삽입/탈리에 따라 열역학적 안정상(층상)과 준안정상(스피넬 유사 구조) 간의 가역적 상전이를 유도함으로써 구조적 안정성과 용량을 확보함 기술입니다.
기존 층상 구조 양극 활물질은 알칼리 이온 탈리 시 발생하는 비가역적인 구조 변화로 인해 이론 용량 도달이 어렵고 수명이 저하되는 문제점 문제가 있었습니다.
본 기술은 소듐 망간 산화물을 합성한 후 리튬 전구체 수용액에서 이온 교환을 통해 결정수(Li_xMnO_2·yH_2O, 0.23≤x≤1, 0.01≤y≤0.5)를 포함하는 리튬 망간 산화물을 제조함으로써, 리튬 이차전지 양극 소재의 성능 개선과 상용화 가능성을 함께 높일 수 있습니다.
본 기술은 리튬-황 전지의 고분자 전해질 내에 음전하를 띠는 실리카 나노입자를 분산시키고, 이를 양극 측에 밀집시키는 농도 구배(gradient) 구조를 형성하여 리튬 다황화물의 이동을 제어하고 이온 전도도를 향상시키는 기술입니다.
리튬-황 전지에서 중간체인 리튬 다황화물(lithium polysulfide)이 액체 전해질에 용해되어 전극 표면에 부반응을 일으키고, 기존 복합 고분자 전해질의 낮은 이온 전도도와 다황화물 이동 제어 능력의 한계로 인해 싸이클 수명 및 용량이 저하되는 문제 문제가 있었습니다.
본 기술은 젤 고분자 전해질 내에 -10mV 이하의 음전하를 띠는 100~500nm 크기의 실리카 나노입자를 분산시킨 복합 전해질을 도입함으로써, 리튬 이차전지 양극 소재에 적용되어 기존 소재의 한계를 보완할 것으로 기대됩니다.
본 기술은 배터리 팩 내의 모듈 간 밸런싱과 모듈 내의 셀 간 밸런싱을 위해 각각 전용 단일 인덕터와 스위칭 회로를 구성하고, 계층적(모듈/셀)으로 동시에 밸런싱을 수행하여 효율을 높이는 기술입니다.
기존의 저항 방식은 전력 손실이 크고, 커패시터 방식은 하드 스위칭으로 인한 효율 저하와 전압 불균형 해소의 한계가 있으며, 기존 플라이백 방식은 배터리 셀 수 증가에 따라 부품(마그네틱 코어) 크기와 비용이 상승하는 문제 문제가 있었습니다.
본 기술은 M개의 배터리 모듈을 제어하는 제1 단일 인덕터 전송부와, 각 모듈 내부의 N개 셀을 제어하는 제2 단일 인덕터 전송부를 병렬적으로 구성함으로써, 배터리 관리 시스템의 성능 개선과 상용화 가능성을 함께 높일 수 있습니다.
본 기술은 실리콘 전구체와 질소 함유 유기화합물(멜라민, PVP, PAN 등)을 혼합하고 불활성 분위기에서 500~800℃로 열처리하여, 질소가 실리콘/실리콘산화물 및 탄소와 화학적으로 결합된 탄소실리콘산화물(CxNySiOz) 복합체를 제조하는 기술입니다.
실리콘계 음극재의 충·방전 시 발생하는 급격한 부피 팽창에 의한 구조적 붕괴와 비가역적 리튬 소모(초기 효율 저하), 그리고 실리콘산화물 자체의 낮은 전기 전도도 문제 문제가 있었습니다.
본 기술은 질소 함유 유기화합물을 실리콘 전구체 중량 대비 10~200%로 혼합하여 고상 반응을 유도함으로써, 이차전지 음극 소재에 적용되어 기존 소재의 한계를 보완할 것으로 기대됩니다.
본 기술은 메조기공을 포함하는 금속산화물 나노입자를 질소로 도핑된 환원된 산화그래핀(rGO) 층 사이에 삽입하여 전극 활물질을 구성함으로써, 입자의 재응집을 방지하고 층 사이에 형성된 매크로 기공을 통해 물질 전달 효율을 극대화한 구조입니다.
기존 소듐-이온 이차전지 및 하이브리드 커패시터에서 음극 내 소듐-이온의 느린 확산 반응으로 인한 양극과의 속도 특성 불균형(Kinetics mismatch) 문제 및 활물질의 재응집으로 인한 성능 저하 문제가 있었습니다.
본 기술은 메조기공 금속산화물-실리카 입자를 극성 유기실란으로 개질하여 음전하 산화그래핀과 정전기적 결합을 유도하고, 열처리를 통해 그래핀의 환원 및 질소 도핑을 수행한 뒤 실리카를 에칭하여 제거함으로써 금속산화물 나노입자가 그래핀 층 사이에 분산된 나노복합체 구조를 형성함으로써, 이차전지의 품질과 생산성을 함께 끌어올리는 데 활용될 수 있습니다.
