WPM 고성능 이차전지

제1호 발행일 2014.01.17

[과제탐방] 1세부 전기자동차용 양극소재

중대형 2차전지에 대한 수요는 xEV용, ESS용 시장이 열리게 되는 2014년쯤에는 40% 이상 성장할 것으로 예상된다.

이러한 시장 흐름에 맞추어 엘앤에프신소재는 정부가 지원하는 대형 프로젝트인 WPM(World Premier Material)과제의 2차전지분야 세부과제(전기 자동차용 고에너지 30Wh/US$급 리튬2차전지 양극소재개발)에 주관기업으로 선정되었고, 현재 전자부품연구원, 이엔드디, 제이오, 경북대학교의 참여기관들과 함께 전기 자동차용 2차전지 양극소재 개발에 심혈을 기울여 오고 있다.

세계 최고 수준의 그린에너지 소재 개발을 위해 1세부의 전 기관들은 긴밀한 협력하에 입자제어기술, 이종원소 반응/합성기술, 표면코팅 및 이종금속 첨가기술, 전지/소재 융합기술, 생산제어기술, 전구체 합성/제조기술 등의 소재개발 기술력 향상을 위해 끊임없이 연구에 정진하고 있다.

이엔드디는 독자적인 반응분위기 및 반응기 내 유체흐름 조절 기술과 수많은 전구체 제조 데이터를 바탕으로 조성, 입경, 표면이 제어된 전구체를 합성할 수 있다. 이렇게 고용량, 고출력 특성 구현에 적합한 전구체를 제조하면 엘앤에프신소재와 전자부품연구원, 경북대학교에서는 입자제어기술, 이종원소반응기술, 재료설계 및 소재평가 기술과 같은 고수준의 융합화된 소재개발 기술에 주력하여 양극소재를 합성하고 연구한다.

반응조건(소성 프로파일, 분위기 제어 등)을 조절하여 양극소재 분말의 결정성, 밀도, 비표면적 등을 제어하고, 이종원소반응/ 표면처리 기술을 통해 Nono scale의 재료 및 공정을 설계하며 그로써 활물질의 구조변화 억제, 전해액 부반응에 의한 표면 안정화를 통해 고수준의 양극소재를 개발하고 있다. 또한 이러한 기술이 최적으로 발현될 수 있도록 제이오에서 공정 process 및 설비기술을 지원하고 있다.

현재 Li rich계와 Ni rich NCM계 양극소재 개발이 진행되고 있으며, 일부 개발완료된 Ni rich계 NCM 양극소재는 조기 사업화가 완료되어 과제목표달성 뿐만 아니라 실제 상용화가 가능한 수준의 기술 성과임을 확인하였다.

1세부의 모든 연구원들은 고출력, 고용량, 고안정성을 고려한 제품 디자인 단계에서부터 전구체 제조, 소재 합성 및 공정/설비 관리까지 모든 참여기관의 유기적인 협력하에 차별화된 세계 최고 수준의 차세대 그린에너지 소재를 개발하기 위해 끊임없이 정진할 것이다.

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