본 기술은 기존의 3 서킷 추출 및 결정화 공정을 생략하고, 특정 pH 및 유기/수용액비(O/A ratio) 조건에서 D2EHPA와 Versatic Acid-10 추출제를 사용하여 니켈과 코발트를 동시에 추출 및 분리하는 2 서킷 공정 기술입니다.
기존 3 서킷 공정은 약 45~60단의 혼합침강조가 필요하여 설비 투자비가 높고, 결정화 단계 추가로 인한 공정비 상승, pH 조절액 소모 과다 및 공정폐수 발생량이 많다는 문제점이 있었습니다.
본 기술은 1서킷(불순물 제거) 및 2서킷(니켈/코발트 추출)으로 공정을 단순화하고, 각 단계별 최적화된 pH 범위(1서킷 추출 3.4~3.6, 2서킷 추출 6.2~6.4 등)와 O/A비를 적용하여 결정화 공정 없이도 고순도의 니켈/코발트 혼합용액을 제조함으로써, 차세대 리튬 이차전지 양극 소재 개발에 실질적인 해법을 제시할 수 있습니다.
본 기술은 분리막의 양면 또는 일면에 소수성인 플루오린화 그래핀 옥사이드(FGO) 코팅층을 도입하여, 리튬 금속 전극으로부터 방출된 리튬 이온과 반응해 리튬 플루오라이드(LiF)를 형성함으로써 덴드라이트 성장을 억제하고 계면 안정성을 높이는 기술입니다.
리튬금속 음극 사용 시 전해액과의 부반응으로 인한 덴드라이트(Dendrite) 형성, 이로 인한 불균일한 전류 집중, 전해질 분해, 단락(Short circuit), 그리고 쿨롱 효율 저하 및 전지 수명 단축 문제 문제가 있었습니다.
본 기술은 분리막 기재 상에 1~3㎛ 두께의 소수성 FGO 코팅층을 형성함으로써, 이차전지 분리막 관련 기술의 완성도를 끌어올리는 기반이 될 수 있습니다.
본 기술은 비닐포스폰산(VPA)과 황의 역가황 반응을 통해 입자 내부에 3차원 다공성 네트워크를 형성하고, 황 동소체를 물리적으로 담지함과 동시에 공유 결합된 VPA 모이어티를 통해 리튬 폴리설파이드를 화학적으로 고정하는 다기능성 양극 활물질 기술입니다.
기존 리튬-황 전지는 폴리설파이드 용출에 의한 셔틀 효과(shuttle effect)로 수명이 짧고, 낮은 전기전도도와 느린 산화환원 키네틱으로 인해 활물질 활용도가 제한되며, 복잡한 전극 제조 공정 및 가황 고분자의 불안정한 구조로 인해 고성능 구현에 한계가 있음 문제가 있었습니다.
본 기술은 1) 황과 VPA를 160℃에서 원-팟(one-pot) 합성하여 계층적 다공성 구조를 가진 구형 마이크로 입자(SVPA) 제조함으로써, 리튬 이차전지 양극 소재에 적용되어 기존 소재의 한계를 보완할 것으로 기대됩니다.
본 기술은 고체전해질층 상에 리튬층을 형성하고, 그 상부에 리튬의 산화를 방지하는 금속 보호층을 적층한 뒤, 집속이온빔(FIB) 장치를 사용하여 미세 전극 형태로 가공함으로써, 외부 공기 노출에도 리튬이 산화되지 않고 보존되어 실시간 투과전자현미경 분석이 가능하도록 한 리튬이온 공급원 기술입니다.
기존 리튬이온 공급 전극은 공기 노출 시 리튬이 즉각적으로 산화되어 분석에 필요한 리튬이온 전도도가 저하되며, 글러브박스와 현미경을 근접 배치해야 하는 진동 문제 및 액체 전해질 사용 시 발생하는 이미지 선명도 저하와 고형화 위험 등의 기술적 한계 문제가 있었습니다.
본 기술은 고체전해질/리튬층/금속 보호층(Cu, Au, Ag, Ni 등)의 적층 구조를 채택하여 리튬의 산화를 차단함함으로써, 이차전지 전해질에 도입되어 공정 단순화와 비용 절감에 기여할 수 있습니다.
본 기술은 배터리 등급 미만의 저품위 탄산리튬 내 마그네슘 함량을 1~2mol%로 제어하여 깎은 정팔면체(truncated octahedron) 형상의 입자를 형성함으로써, 반응기 내 침착을 방지하고 공정 효율 및 양극활물질의 전기화학적 성능(수명, 방전용량)을 개선함 기술입니다.
기존의 고순도 탄산리튬 사용에 따른 원가 부담, 탄산리튬 합성 공정 중 반응기 내부 및 임펠러에 발생하는 고착(침착) 현상, 그리고 종래 도핑법 대비 양극활물질의 수명 및 방전용량비의 한계 문제가 있었습니다.
본 기술은 황산마그네슘(1~2mol%)을 포함한 황산리튬 수용액에 탄산염을 반응시켜 깎은 정팔면체 형상의 탄산리튬을 제조하고, 이를 NCM 수산화물 전구체와 1:1.01~1.05 중량비로 혼합 및 800~900℃에서 소성하여 양극활물질을 합성함으로써, 리튬 이차전지 양극 소재 응용 제품의 부가가치를 높이는 데 활용될 수 있습니다.
본 기술은 열유도 상분리(TIPS) 공정을 통해 플루오르화 폴리비닐리덴(PVDF) 고분자 내부에 도전재, 활물질, 그리고 전해질이 균일하게 함침된 다공성 구조의 전극을 형성하여 유연성과 고에너지 밀도를 동시에 확보하는 기술입니다.
기존 상용화된 리튬 이차전지 전극은 뻣뻣한 구조로 인해 물리적 변형 시 전극 탈리 및 구조 붕괴가 발생하며, 유연성을 부여하기 위해 로딩량을 낮출 경우 에너지 밀도가 저하되는 문제점이 있었습니다.
본 기술은 플루오르화 폴리비닐리덴(PVDF) 고분자, 도전재, 활물질, 전해질을 특정 질량비(1:0.05~0.3:0.1~0.4:2~5)로 혼합 후 100~200℃에서 가열 및 냉각 과정을 거쳐 상분리를 유도함으로써, 차세대 이차전지 전해질 개발에 실질적인 해법을 제시할 수 있습니다.
본 기술은 배터리의 실시간 특성 정보(온도, 임피던스, 열화도 등)를 분석하여, 압전소자를 통해 고주파(양/음극 임피던스 대응), 저주파(충·방전 시 부피 변화 대응), 초저주파(사이클별 열화 대응) 성분이 포함된 '합성면압'을 배터리에 능동적으로 인가함으로써 계면 저항을 제어하고 수명을 향상시키는 기술입니다.
배터리 충·방전 및 열화(SEI 층 성장 등) 과정에서 발생하는 내부 부피 변화와 분리막 공극 감소는 계면 저항을 증가시켜 배터리 성능 저하 및 수명 단축을 유발함. 기존 정하중 방식은 이러한 동적인 변화에 효과적으로 대응하기 어려움 문제가 있었습니다.
본 기술은 배터리 특성정보 측정부와 압전소자 기반 합성면압 인가부를 포함하여, 배터리 상태에 따라 초음파 영역의 고주파 면압과 충·방전 사이클에 연동된 저주파/초저주파 면압을 동시에 인가함함으로써, 이차전지 음극 소재에서 요구되는 특성을 안정적으로 확보하는 데 활용될 수 있습니다.
본 기술은 연속 공침법으로 금속 복합 수산화물 전구체를 제조하는 과정에서, 반응기 내 잔류 황산염 농도를 라만 분광 분석(Raman Spectroscopy)을 통해 실시간으로 측정 및 예측하여 전구체의 품질을 제어하는 공정 기술입니다.
기존 공침법은 황산염 원료 사용 시 반응 후 미반응 황산염이 전구체 내 불순물로 잔류하며, 이로 인해 양극활물질의 성능이 저하되는 문제점이 있었습니다.
본 기술은 금속 복합 수산화물 용액의 라만 스펙트럼(황산염 주 피크 980cm-1 강도)을 측정하고, 미리 데이터화된 황산염 표준 농도별 라만 스펙트럼과 비교하여 반응기 내 잔류 황산염 농도를 측정 및 예측하는 공정을 도입함으로써, 이차전지의 성능 개선과 상용화 가능성을 함께 높일 수 있습니다.
본 기술은 충·방전 사이클이 반복됨에 따라 음극 내 비가역적으로 불활성화되었던 리튬 화합물 덩어리가 미세화되어 환원된 전이금속과의 접촉 면적이 증가하고, 이를 통해 셀 내부에 리튬 이온을 점진적으로 보충함으로써 전지 수명과 용량을 향상시키는 음극 기술입니다.
리튬 이차 전지의 충·방전이 반복될 때 음극 표면의 덴드라이트 형성으로 인한 리튬 이온 소모 및 양극재 구조 붕괴로 인해 용량이 감소하고 수명이 단축되는 문제 문제가 있었습니다.
본 기술은 10~100nm 크기의 다공성 VF3(삼불화바나듐) 나노입자(기공 크기 2~50nm)를 음극재로 사용하고, 층상 구조의 Li2NiO2 양극재와 조합하여 공칭전압 범위(충전 4.2~4.3V, 방전 3V)보다 넓은 전압에서 구동함으로써 가역성을 확보하고 내부 리튬 이온을 보충함함으로써, 이차전지 음극 소재에 도입되어 공정 단순화와 비용 절감에 기여할 수 있습니다.
본 기술은 리튬 포일의 표면에 특정 비이온계 계면활성제 고분자(예: Pluronic계열)를 코팅하여 고체 상태의 보호층을 형성함으로써, 전극 표면의 물리화학적 안정성을 향상시키는 기술입니다.
리튬 금속 음극 사용 시 발생하는 덴드라이트(dendrite) 성장, 데드 리튬(dead lithium) 생성으로 인한 전지 단락, 저항 증가, 용량 및 성능 저하 문제 문제가 있었습니다.
본 기술은 비이온계 계면활성제 고분자(L61, L121, F127, F68, F87, P105 등)를 카보네이트계 용매에 용해시켜 리튬 포일 표면에 10nm ~ 10μm 두께의 층상 구조 보호층을 형성하는 공정함으로써, 이차전지 음극 소재에 적용되어 기존 소재의 한계를 보완할 것으로 기대됩니다.
본 기술은 금속 염, 히드록시기 함유 폴리머(예: PEG), 그리고 특정 입경을 갖는 실리카를 조합하여 수계 전해질에 첨가함으로써, 음극 표면에 균일한 SEI 층을 형성하고 덴드라이트 성장 및 부반응(수소발생반응)을 억제하는 기술입니다.
수계 이차전지에서 물의 분해로 인한 부반응(산소/수소 발생), 충방전 반복 시 음극 표면의 덴드라이트 형성 및 성장, 이로 인한 내부 단락 및 전지 수명 저하 문제 문제가 있었습니다.
본 기술은 평균 입경 0.1~0.5㎛인 실리카와 히드록시기 함유 폴리머를 적정 비율(실리카 함량: 폴리머 100 중량부당 20~40 중량부 미만)로 수계 전해질에 포함시켜 비뉴턴유체 특성을 부여하고, 이를 통해 금속 이온 전도도를 향상시키며 음극 표면의 전착을 균일하게 제어함으로써, 이차전지 음극 소재의 안정성과 수명 특성을 개선하는 방향으로 응용될 수 있습니다.
본 기술은 메조다공성 텅스텐 카바이드(meso WC)와 환원된 그래핀 옥사이드(rGO)를 복합화하여 에어로겔 형태의 분리막 코팅층을 형성함으로써, 리튬-황 전지 구동 시 발생하는 리튬 폴리설파이드의 용출 및 셔틀 효과를 억제하고 촉매 반응을 유도함 기술입니다.
리튬-황 전지의 충방전 과정 중 양극에서 생성된 리튬 폴리설파이드가 전해질에 용해되어 음극으로 이동하는 '셔틀 효과(shuttle effect)'가 발생하며, 이로 인한 활물질 유실, 용량 감소, 쿨롱 효율 저하 및 전극 성능 저하가 발생함 문제가 있었습니다.
본 기술은 텅스텐 옥사이드 모노하이드라이트를 열처리하여 얻은 메조다공성 텅스텐 카바이드를 그래핀 옥사이드와 특정 비율(2~5:1)로 혼합하고, 오토클레이브 반응 및 환원 과정을 거쳐 에어로겔 구조의 복합체를 제조한 후 이를 분리막에 코팅하여 사용함으로써, 이차전지 분리막의 품질과 생산성을 함께 끌어올리는 데 활용될 수 있습니다.
본 기술은 폐기물인 커피박을 탄소원이자 환원제로 사용하여, 금속산화물과의 복합체 형성 및 단일 열처리 공정을 통해 금속(Ge, Sn 등)-탄소 복합 음극활물질을 제조하는 기술입니다.
기존 금속산화물 단독 열처리는 환원이 불완전하여 음극활물질로서의 전기화학적 성능(비용량)이 낮으며, 커피박 재활용 기술은 고순도 탄소 정제 과정이 복잡하여 경제성이 낮음 문제가 있었습니다.
본 기술은 금속산화물과 건조된 커피박을 7:3 중량비로 혼합하고 분산매를 이용해 초음파 처리한 뒤, 질소/수소 혼합 분위기에서 500℃ 초과 700℃ 미만으로 열처리하여 탄화와 환원을 동시에 수행함으로써 공정을 단순화하고 비결정성 탄소 매트릭스에 금속이 균일하게 분산된 복합체를 제조함으로써, 이차전지 음극 소재에 도입되어 공정 단순화와 비용 절감에 기여할 수 있습니다.
본 기술은 이소프로판올과 글리세롤의 최적 부피비 혼합 용매를 이용한 용매열 합성법으로, 구형 나노입자가 상호 연결된 네트워크 구조를 갖는 V2O3/C 복합체 음극 활물질을 제조하는 기술입니다.
바나듐 산화물(V2O3)의 고유한 낮은 전기 전도도와 구조적 불안정성으로 인해 리튬이온 배터리 음극으로 사용 시 용량 저하, 율속 특성 저하 및 수명 안정성이 부족한 문제 문제가 있었습니다.
본 기술은 이소프로판올(43)과 글리세롤(7)의 부피비 혼합 용매를 사용하여 용매열 합성(150~200℃) 후 열처리(500~1000℃)를 수행함으로써, 탄소 네트워크가 형성된 마이크로 크기의 구형 V2O3/C 입자를 제조하여 전도도 및 구조적 안정성을 개선함으로써, 이차전지 음극 소재의 신뢰성과 효율을 동시에 향상시키는 데 적합합니다.
본 기술은 용매열 합성법(Solvothermal synthesis)을 사용하여 니켈, 코발트, 망간, 알루미늄 질산염 혼합물로부터 직접 사원계(NCMA) 양극 활물질 전구체를 합성하고, 이를 리튬 원료와 혼합 및 열처리하여 고용량·고안정성 층상 구조 양극재를 제조하는 공정 기술입니다.
기존 공침법은 알루미늄 도핑 시 암모니아 농도, pH, 교반 속도 등 복잡한 변수 제어가 필요하며 공정이 번거로움. 또한, 고니켈(Ni≥0.8) 양극재의 구조적 불안정성 및 사이클 수명 저하 문제를 해결해야 함 문제가 있었습니다.
본 기술은 질산염(Ni, Co, Mn, Al) 기반의 전구체를 에탄올 용매에서 150~250℃로 열처리하여 균일한 구형 입자를 합성한 후, 리튬 원료(LiOH·H2O 등)와 혼합하여 400~900℃에서 2단계 열처리를 수행함함으로써, 리튬 이차전지 양극 소재의 신뢰성과 효율을 동시에 향상시키는 데 적합합니다.
