일반기술
화학공정 > 전지 제조 공정 기술
0∼80중량%의 PAN계 화합물[예를 들면, 폴리아크릴로니트릴, 폴리(아크릴로니트릴-메틸아크릴레이트), 폴리(아크릴로니트릴-co-메틸메타크릴레이트) 공중합체], 0∼80중량%의 PVC계 화합물[예를 들면, 폴리비닐클로라이드, 폴리(비닐리덴클로라이드-co-아크릴로니트릴)], 0∼80중량%의 PVdF계 화합물[예를 들면, 폴리비닐리덴플루오라이드, 폴리(비닐리덴플루오라이드-헥사플루오로-프로필렌) 공중합체] 및 5∼90중량%의 PMMA계 화합물[예를 들면, 폴리(메틸메타크릴레이트), 폴리(메틸메타크릴레이트-co-에틸아크릴레이트), 폴리(메틸메타크릴레이트-co-메타크릴산)]을 혼합한 화합물에 중량비로 1∼5배의 가소제를 첨가하고, 중량비로 1∼5배의 유기용매 전해질을 첨가하고, 0∼20중량%의 SiO2를 혼합하고 110∼180℃까지 가열하여 10분∼2시간 정도 고분자 블렌딩을 실시하여 고체고분자 전해질의 매트릭스를 형성하고 이를 캐스팅하여 다성분계 고체고분자 전해질을 제조한 다음, 복합음극(25∼35중량%의 음극활물질, 0.5∼2중량%의 도전재, 15∼25중량%의 다성분계 고체고분자 전해질, 40∼60중량%의 가소제로 구성됨)/다성분계 고체고분자 전해질/복합양극(25∼35중량%의 양극활물질, 0.5∼2중량%의 도전재, 15∼25중량%의 다성분계 고체고분자 전해질, 40∼60중량%의 가소제로 구성됨)/다성분계 고체고분자 전해질/복합음극의 순으로 적층하여 리튬고분자 전지를 제조한다기존의 고체고분자 전해질은 주로 폴리(에틸렌옥사이드)(PEO) 계였으나, 근래에는 이온전도도가 우수한 젤형태의 폴리아크릴로니트릴(PAN)계 및 하이브리드 형태의 폴리(비닐리덴플루오라이드)(PVdF)계가 개발되었다. PAN계 전해질은 강도가 떨어지는 단점이 있고, PVdF계 전해질은 제조공정이 까다로우며, 접착력이 불량하여 전극 및 전지 제조시 가열 라미네이션과 추출공정을 필요로 하는 결정적인 단점이 있고, 폴리비닐클로라이드(PVC)계 고체 고분자 전해질은 상온에서 이온전도도 및 기계적 강도가 우수하지만 저온특성이 나쁘며 접촉저항이 큰 단점이 있다. 또한, 근래에 발표된 폴리(메틸메타크릴레이트) (PMMA)계 전해질도 상온에서 이온전도도 및 접착력은 우수하나 기계적 강도가 매우 취약하다.PMMA계, PAN계, PVC계 및 PVdF계를 블렌딩하여 다성분계 고체 고분자 전해질을 제조함으로써 각 성분 고분자 전해질들의 단점을 해결한 리튬 고분자 전지용 고체 고분자 전해질을 제조한 것이다. PMMA계/PAN계/PVC계/PVdF계 혼합물의 혼합비는 고체고분자 전해질의 물리적 성질에 따라 변화되는데, 접착력이 요구되는 경우에는 PMMA계 및 PAN계 화합물의 비율이 높아지고 기계적 강도가 요구되는 경우에는 PVC계 및 PVdF계 화합물의 비가 높아지게 된다. 고체 고분자 전해질들은 이온전도도가 리튬 고분자 전지용 전해질로서 충분히 사용할 수 있을 정도로 우수하고, 접착력 및 기계적 강도가 우수하여 전지제조가 용이할 뿐만 아니라 이를 이용한 전지는 전극용량 및 싸이클 수명 특성과 같은 전지성능도 우수하게 나타나 리튬고분자 전지용 고체고분자 전해질로서 적합하다
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- 한국과학기술연구원
- 등록일
- 2001-05-15
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화학공정 > 전지 제조 공정 기술
0∼80중량%의 PAN계 화합물[예를 들면, 폴리아크릴로니트릴, 폴리(아크릴로니트릴-메틸아크릴레이트), 폴리(아크릴로니트릴-co-메틸메타크릴레이트) 공중합체], 0∼80중량%의 PVC계 화합물[예를 들면, 폴리비닐클로라이드, 폴리(비닐리덴클로라이드-co-아크릴로니트릴)], 0∼80중량%의 PVdF계 화합물[예를 들면, 폴리비닐리덴플루오라이드, 폴리(비닐리덴플루오라이드-헥사플루오로-프로필렌) 공중합체] 및 5∼90중량%의 PMMA계 화합물[예를 들면, 폴리(메틸메타크릴레이트), 폴리(메틸메타크릴레이트-co-에틸아크릴레이트), 폴리(메틸메타크릴레이트-co-메타크릴산)]을 혼합한 화합물에 중량비로 1∼5배의 가소제를 첨가하고, 중량비로 혼합물의 3∼10배의 유기용매를 가하고, 중량비로 1∼5배의 유기용매 전해질[예를 들면, 리튬염이 용해된 EC-DMC 용액, 리튬염이 용해된 EC-EMC 용액]을 첨가하고, 0∼20중량%의 SiO2를 혼합하고 110∼180℃까지 가열하여 10분∼2시간 정도 또는 30∼100℃의 온도에서 10분∼24시간 동안 고분자 블렌딩을 실시하여 매트릭스를 형성하고 이를 캐스팅하여 다성분계 고체고분자 전해질을 제조한 다음, 음극/다성분계 고체고분자 전해질/양극/다성분계 고체고분자전해질/음극의 순으로 적층하여 리튬고분자 전지를 제조한다기존의 고체고분자 전해질은 주로 폴리(에틸렌옥사이드)(PEO) 계였으나, 근래에는 이온전도도가 우수한 젤형태의 폴리아크릴로니트릴(PAN)계 및 하이브리드 형태의 폴리(비닐리덴플루오라이드)(PVdF)계가 개발되었다. PAN계 전해질은 강도가 떨어지는 단점이 있고, PVdF계 전해질은 제조공정이 까다로우며, 접착력이 불량하여 전극 및 전지 제조시 가열 라미네이션과 추출공정을 필요로 하는 결정적인 단점이 있고, 폴리비닐클로라이드(PVC)계 고체 고분자 전해질은 상온에서 이온전도도 및 기계적 강도가 우수하지만 저온특성이 나쁘며 접촉저항이 큰 단점이 있다. 또한, 근래에 발표된 폴리(메틸메타크릴레이트) (PMMA)계 전해질도 상온에서 이온전도도 및 접착력은 우수하나 기계적 강도가 매우 취약하다.PMMA계, PAN계, PVC계 및 PVdF계를 블렌딩하여 다성분계 고체 고분자 전해질을 제조함으로써 각 성분 고분자 전해질들의 단점을 해결한 리튬 고분자 전지용 고체 고분자 전해질을 제조한 것이다. PMMA계/PAN계/PVC계/PVdF계 혼합물의 혼합비는 고체고분자 전해질의 물리적 성질에 따라 변화되는데, 접착력이 요구되는 경우에는 PMMA계 및 PAN계 화합물의 비율이 높아지고 기계적 강도가 요구되는 경우에는 PVC계 및 PVdF계 화합물의 비가 높아지게 된다. 고체 고분자 전해질들은 이온전도도가 리튬 고분자 전지용 전해질로서 충분히 사용할 수 있을 정도로 우수하고, 접착력 및 기계적 강도가 우수하여 전지제조가 용이할 뿐만 아니라 이를 이용한 전지는 전극용량 및 싸이클 수명 특성과 같은 전지성능도 우수하게 나타나 리튬고분자 전지용 고체고분자 전해질로서 적합하다
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- 한국과학기술연구원
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- 2001-05-15
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화학공정 > 전지 제조 공정 기술
5∼90중량%의 PAN계 화합물[예를 들면, 폴리아크릴로니트릴, 폴리(아크릴로니트릴-메틸아크릴레이트), 폴리(아크릴로니트릴-co-메틸메타크릴레이트) 공중합체] 또는 PMMA계 화합물[예를 들면, 폴리(메틸메타크릴레이트), 폴리(메틸메타크릴레이트-co-에틸아크릴레이트), 폴리(메틸메타크릴레이트-co-메타크릴산)], 5∼80중량%의 PVdF계 화합물[예를 들면, 폴리비닐리덴플루오라이드, 폴리(비닐리덴플루오라이드-헥사플루오로-프로필렌) 공중합체] 또는 PMMA계 화합물, 및 5∼80중량%의 PVC계 화합물[예를 들면, 폴리비닐클로라이드, 폴리(비닐리덴클로라이드-co-아크릴로니트릴)] 또는 PVdF계 화합물을 혼합한 화합물에 중량비로 1∼5배의 가소제를 첨가하고, 중량비로 1∼5배의 유기용매 전해질을 첨가하고, 이들 용액의 저온특성을 향상시키지 위해 메틸아세테이트(MA), 메틸프로피오네이트(MP), 에틸아세테이트(EA), 에틸프로피오네이트(EP) 중 하나 이상의 성분을 첨가하고, 0∼20중량%의 SiO2를 혼합하고 110∼180℃까지 가열하여 10분∼2시간 정도 동안 고분자 블렌딩을 실시하여 매트릭스를 형성하고 이를 캐스팅하여 다성분계 고체고분자 전해질을 제조한 다음, 복합음극(25∼35중량%의 음극활물질, 0.5∼2중량%의 도전재, 15∼25중량%의 삼성분계 고체고분자합금 전해질, 나머지 중량%의 가소제로 혼합한 후 110∼180℃에서 10분∼2시간 동안 가열하여 얻은 매트릭스를 구리그리드 양면에 캐스팅하고, 건조, 압연하여 제조함)/다성분계 고체고분자합금 전해질/복합양극(25∼35중량%의 양극활물질을 사용하여 복합음극과 같은 방법으로 제조함)/다성분계 고체고분자합금 전해질/복합음극의 순으로 적층하여 리튬고분자 전지를 제조한다기존의 고체고분자 전해질은 주로 폴리(에틸렌옥사이드)(PEO) 계였으나, 근래에는 이온전도도가 우수한 젤형태의 폴리아크릴로니트릴(PAN)계 및 하이브리드 형태의 폴리(비닐리덴플루오라이드)(PVdF)계가 개발되었다. PAN계 전해질은 강도가 떨어지는 단점이 있고, PVdF계 전해질은 제조공정이 까다로우며, 접착력이 불량하여 전극 및 전지 제조시 가열 라미네이션과 추출공정을 필요로 하는 결정적인 단점이 있고, 폴리비닐클로라이드(PVC)계 고체 고분자 전해질은 상온에서 이온전도도 및 기계적 강도가 우수하지만 저온특성이 나쁘며 접촉저항이 큰 단점이 있다. 또한, 근래에 발표된 폴리(메틸메타크릴레이트) (PMMA)계 전해질도 상온에서 이온전도도 및 접착력은 우수하나 기계적 강도가 매우 취약하다.PMMA계, PAN계, PVC계 및 PVdF계를 블렌딩하여 다성분계 고체 고분자 전해질을 제조함으로써 각 성분 고분자 전해질들의 단점을 해결한 리튬 고분자 전지용 고체 고분자 전해질을 제조한 것이다. 기존의 고체고분자합금 전해질에 비하여 이온전도도, 유기용매와의 호환성 및 기계적강도가 우수한 균질상 전해질을 이용하여 복합 음(양)극을 제조하고, 고체고분자합금 전해질과 복합음(양)극을 적층하여 리튬(이온)고분자 전지를 제조하여 전지의 접착력과 기계적 안정성이 우수할 뿐만 아니라 저온 및 고온 특성, 고율방전특성, 층방전특성, 전지의 용량 및 수명 등의 전지성능이 우수한 리튬고분자 전지 및 리튬이온고분자 전지를 제조한다
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- 한국과학기술연구원
- 등록일
- 2001-05-15
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일반기술
화학공정 > 전지 제조 공정 기술
AB5계 니켈/금속수소 축전지의 한계인 고용량화와 AB2계 니켈/금속수소 축전지의 싸이클 수명, 자기방전율, 초기활성화 등의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, AB2계 수소저장합금에 La을 첨가하고 불소화 처리를 행한 후 전극을 제조한 경우, 일정량의 La을 첨가하여 금속수소전극의 평탄압력을 낮추고 사용 가능한 수소저장량을 증가시킴으로서 전극용량의 증가 및 우수한 싸이클 수명, 우수한 급속충방전특성, 또한 안정한 LaF3 화합물의 형성으로 수소저장합금의 부식을 억제하여 자기 방전율이 대폭 감소하고, 전해질에 KF를 일정량 첨가함으로써, 용액에 첨가한 불소가 니켈전극에 작용하여 니켈전극의 용량 및 싸이클 수명을 향상시킬 수 있다.AB5계 니켈/금속수소 축전지는 현재 실용화된 전지로 싸이클 수명, 자기방전율, 초기활성화, 급속 충방전 특성이 우수한 장점이 있으나, 금속수소전극의 용량이 최소 300mAh/g 정도로 전지의 고용량화에 한계를 나타내고 있다.이에 반하여 AB2계 니켈 금속수소 축전지는 금속수소전극의 용량이 350mAh/g 이상으로 전지의 고용량화를 이룩할 수 있는 장점이 있으나 싸이클 수명, 자기방전율, 초기활성 등에 있어서 많은 문제가 있었다.AB2계 수소 저장 합금에 La를 첨가하고 불소화 처리를 행한 후 용액내에 KF를 첨가하여 금속수소전극의 고용량화, 장수명화, 자기 방전율화, 우수한 급속충방전, 빠른 초기활성화 특성 등의 제반 성능을 향상시킬 수 있다.
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- 한국과학기술연구원
- 등록일
- 2001-05-19
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일반기술
화학공정 > 전지 제조 공정 기술
기지고분자로 PAN계와 PVdF계를 혼합한 것을 사용하여 유기용매 전해질, SiO2, 가소제를 혼합하는 공정과, 혼합물을 가열하여 고체고분자 전해질 매트릭스를 형성하는 공정과, 매트릭스를 캐스팅하는 공정으로 접착력도 우수하고 기계적 강도도 우수하여 전지 제조가 용이할 뿐만 아니라 전지성능도 우수한 고체고분자 전해질을 제조할 수 있다.또한 이 고체고분자 전해질을 사용하여 복합 음·양극을 제조하고 이들을 적층하여 접착력과 기계적 안정성이 우수하고 전지성능이 우수한 리튬고분자 전지의 제조할 수 있다.기존의 고체고분자 전해질의 제조방법은 Poly(ethylene oxide)(PEO) 계통이었으나 근래에 이르러 젤 혹은 하이브리드 형태의 고체고분자 전해질의 개발이 이루어져 상온에서 103S/㎝이상의 이온전도도를 나타내게 되었다.하이브리드 형태의 PVdFrP 전해질은 고분자 매트릭스를 submicron 이하로 다공성을 갖도록 만들어 유기용매 전해질을 이 작은 기공에 주입시켜 제조하는 것으로, 이 작은 기공에 들어간 유기용매 전해질은 누액이 되지 않고 안전한 전해질로 사용할 수 있는 장점이 있으나 고체고분자 제조시 가소제의 추출과정과 유기용매 전해질의 함침과정이 요구되는 제조공정이 까다롭다.고분자로 PAN계 및 PVdF계를 혼합한 것을 사용하여 유기용매 전해질, SiO2, 가소제를 혼합하고, 가열하여 고체고분자 전해질 매트릭스를 형성시킨 후, 캐스팅하여 혼합하는 방법으로 제조함으로써 고분자 전지에서 요구되는 우수한 이온전도도, 접착력, 기계적 안정성을 가지고 있는 고체고분자 전해질을 제조할 수 있다
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- 한국과학기술연구원
- 등록일
- 2001-05-19
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일반기술
화학공정 > 전지 제조 공정 기술
카본 전극과 리튬 금속을 저항으로 연결하거나 직접 접촉시킨 상태에서 온도와 전해질의 이온 전도도를 변화시켜서 카본 전극이 리튬화 되는 속도와 양을 조절하고, 리튬화 후에 일정 온도와 시간 동안 안정화시킴으로써 카본 전극 표면상에 안정한 피막을 형성하여 카본 전극의 가역성을 향상시키고, 리튬화된 카본 전극으로 리튬 이차전지를 제조함으로서 카본 전극에서의 비가역용량에 의한 용량저하를 방지하여 용량증가와 충방전시 충방전 효율 문제로 인하여 소모되는 리튬의 양을 보충해줌으로써 싸이클 수명을 향상시킬 수 있다.기존의 리튬 이차전지는 양극으로 LiCoO2, LiMn2O4 등 리튬이 삽입되어 있는 화합물을 사용하기 때문에 음극으로 사용되는 카본 전극에 리튬이 삽입되어 있지 않는 상태로 전지가 제조되고 있다.카본 전극인 경우는 초기 충전시 카본 전극 표면상에 부동태 피막을 형성하는데, 이 피막형성 반응은 비가역적 반응이기 때문에 리튬 이온의 소모를 가져와 전지의 용량을 감소시킨다.온도와 전해질의 이온 전도도를 변화시켜 카본 전극이 리튬화되는 속도와 양을 조절하고, 카본 전극의 가역성을 향상시킨 리튬화된 카본 전극으로 리튬 이차전지를 제조함으로서 카본 전극이 리튬화되는 반응속도를 일정하게 조절하고, 또한 리튬화 후 일정 온도 하에서 일정 시간동안 안정화시킴으로써 리튬이 카본 전극내 골고루 분산되도록 함으로써 전지의 용량 및 싸이클 수명을 대폭 향상시킬 수 있다
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- 한국과학기술연구원
- 등록일
- 2001-05-19
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일반기술
화학공정 > 전지 제조 공정 기술
전이금속 또는 금속 염화물을 알코올류 용매에 녹여 졸 용액을 제조하는 단계와, 졸 용액이 pH 1.5 이하의 겔 용액이 될 때까지 섞은 후, 카본을 겔 용액에 침적시키고 카본과 겔 용액이 충분히 접촉할 수 있도록 교반을 계속하는 단계와, 이렇게 얻어진 겔 용액을 여과하여 겔 성분을 1∼300㎚의 두께로 카본 입자 표면에 형성시킨 카본을 얻고 이를 열처리하여 전이금속 또는 금속 산화물층을 1∼300㎚의 두께로 카본 입자 표면에 형성시키는 단계로 이루어짐으로서 전도성 및 고율 충방전 특성이 우수하고, 이론용량에 가까운 전극용량을 나타내며 싸이클 수명을 연장시킬 수 있다.기존의 카본전극을 제조하는 기술에서 전극 활물질을 전류 집전체로 쓰이는 금속 박판상에 캐스팅 하여 전극을 제조할 때 집전체와 활물질간의 약한 결합력 때문에 집전체로부터 카본 활물질이 떨어지는 문제를 들 수 있다. 이를 해결하기 위하여 바인더를 추가할 경우 전극의 내부 저항이 증가하여 전극의 고율 충방전 특성과 싸이클 특성이 저하되므로, 카본 활물질화 금속 집전체와의 결합력을 높이는 것이 요구된다.흑연계 및 코크스계 카본의 표면에 금속 산화물 층을 1∼300 ㎚ 두께로 형성하여 전도성 및 고율 충반전 특성이 우수한 이차전지용 음극 활물질을 제조함으로서 전극의 전도성이 향상되고 싸이클 특성 및 전극용량의 증가하고 전극의 성형성이 우수하며, 전류 집전체 및 전극 활물질간의 결합력이 우수하고, 카본 활물질이 전자전도통로에서 이탈되는 것을 억제하여 지속적으로 일어나는 전극용량 감소를 줄여 전극특성을 향상시킬 수 있다
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- 한국과학기술연구원
- 등록일
- 2001-05-19
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일반기술
화학공정 > 전지 제조 공정 기술
양극/분리막 또는 고체고분자전해질/음극/분리막 또는 고체고분자전해질/양극의 순서로 적층하여 리튬이온전지 또는 리튬고분자전지를 제조하고, 그 위에 절연성 고분자막을 형성하여 전기적 절연을 완벽하게 한 다음, 양극/분리막/음극/분리막/양극의 순서로 적층한 슈퍼 캐패시터를 제조하고, 리튬이차전지와 슈퍼캐패시터를 한꺼번에 전지케이스에 삽입하여 일체형화된 4단자의 전지를 제조함으로서 고율 펄스방전 특성, 저온특성, 싸이클 수명 특성을 향상시킬 수 있다.기존에는 1차 전지 혹은 2차 전지와 캐패시터를 연결하여 전지에 과부하가 걸리는 것을 방지하고 고효율 특성을 향상시켰으나 전지와 캐패시터가 각각 독립되어 제조된 것을 전자 회로에 부착하여 사용하는 것으로 전지와 캐패시터가 일체형화 되지 못하고 두 가지 모두를 사용함으로 인하여 사용상에 불편함이 따르고 크기가 커지게 되는 문제가 있었다.양극/분리막 또는 고체고분자전해질/음극/분리막 또는 고체고분자전해질/양극의 순서로 적층된 리튬이온전지 또는 리튬고분자전지와, 전지위에 형성되는 기공이 없는 절연성 고분자막과, 고분자막위에 형성되는 양극/분리막/음극/분리막/양극의 순서로 적층된 슈퍼캐패시터를 하나의 전지 케이스내에 삽입하여 일체형화함으로서 고율 펄스방전 특성, 저온특성, 싸이클 수명 특성을 향상시킬 수 있다
- 보유기관
- 한국과학기술연구원
- 등록일
- 2001-05-19
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일반기술
화학공정 > 전지 제조 공정 기술
20㎖의 5M KOH 용액과 5㎖의 2M LiOH 용액을 혼합한 후, 이 용액에 폴리프로필렌 막을 분리막으로 하여 니켈 전극과 철 전극을 넣어 배터리를 제조하여 기존의 재충전 Ni/Cd 배터리에 비해 환경 오염을 줄이고, 에너지 밀도와 충·방전 주기 및 안정성 등이 보다 우수한 배터리로서 가전 제품 및 전기 자동차 등에 유용하게 사용할 수 있다.니켈 전극을 이용하는 배터리중 가장 널리 사용되는 배터리는 높은 에너밀도와 양호한 충 ·방전 주기를 갖는 재충전 Ni/Cd 배터리이다. 그러나 재충전 Ni/Cd 배터리는 공해 문제를 유발하는 Cd 전극을 사용하기 때문에 이를 대체할 새로운 전극을 개발하기 위한 연구가 세계적으로 진행되고 있다.이러한 Cd전극 대체용으로 개발된 전극 물질은 재충전 Ni/Cd 배터리에서의 Cd 전극만큼 높은 에너지 밀도와 충 ·방전 주기를 가지면서 공해문제를 최소화할 수 있고, 자연 중 그 존재량이 풍부하여 공급이 원활한 물질이라야 한다.양극으로 α-Ni(OH)2 니켈 전극과 음극으로 FeOOH(an) 철 전극을 이용하여 환경 오염을 줄임과 동시에 에너지 밀도와 충 ·방전 주기 및 안정성 등이 보다 뛰어난 배터리로서 가전 제품 및 전기 자동차 등에 유용하게 사용할 수 있다
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- 포항공과대학교
- 등록일
- 2001-05-19
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일반기술
화학공정 > 전지 제조 공정 기술
컴퓨터 인터페이스부, 제 1 마이크로 콘트롤러, 제 1 마이크로 컨트롤러로부터 설정할 전압 및 전류 데이터를 입력하여 아날로그 신호로 변환하기 위한 전압 및 전류 설정부, 정전압 및 정전류 조절부 및 전압 및 전류 측정부를 구성하고, 전압 및 전류 설정부는 제 2 마이크로 콘트롤러와, 디지털/아날로그 변환기와, 아날로그 멀티플렉서 및 아날로그 멀티플렉서의 각 출력단에서 출력되는 전압을 유지시키기 위하여 출력단에 접속된 복수의 충전수단을 포함하여 구성됨으로서, 제작비가 낮아지며 하드웨어의 크기를 줄일 수 있고, 소자수가 적어지므로 소자들간의 간섭을 줄일 수 있어 기기의 오동작을 방지할 수 있으며, 잡음도 줄일 수 있어 정밀한 측정이 가능하고 소비전력을 줄일 수 있다.기존의 전압 및 전류 설정부는 마이크로 콘트롤러의 제어신호에 따라 디지털 데이터를 입력하여 아날로그 신호로 변환한 해당 경로로 출력하는 디지털/아날로그 변환기를 구비하고 있어 각 경로마다 디지털/아날로그 변환기를 한 개씩 설치하여 전압과 전류를 설정하고 있으므로 경로수에 해당하는 다수의 디지털/아날로그 변환기를 사용하여야 하므로 제작비가 증가됨과 동시에 하드웨어의 크기가 커지고 소비전력이 증가했다.마이크로 컨트롤러 및 아날로그 멀티플렉서를 사용하여 시분할 방식으로 각 전지에 전압 및 전류를 설정함으로써 하나의 디지털/아날로그 변환기만을 사용하여 다수의 전지에 대한 전압 및 전류를 시험할 수 있으므로 경로수에 상관없이 전압 및 전류 설정부에 1개의 디지털/아날로그 변환기를 사용하여 제작비가 낮아지며 하드웨어의 크기를 줄일 수 있고, 소자수가 적어지므로 소자들간의 간섭을 줄일 수 있어 기기의 오동작을 방지할 수 있으며 잡음도 줄일 수 있어 정밀한 측정이 가능하고 소비전력을 감소시킬 수 있다
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- 포항공과대학교
- 등록일
- 2001-05-19
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화학공정 > 전지 제조 공정 기술
전해용액의 DC전압을 전해용액에 인가하고, DC전압에 dirac-delta 함수의 전압이 부가된 신호전압을 전해용액에 인가하는 제1과정과, 전해용액에 있는 작업전극을 통하여 측정된 신호전류로부터 변환된 디지털데이터 전압 중에서 dirac-delta함수의 전압에 기인된 디지털 데이터 값만을 산출하여 연산한 후 퓨리에 변환하는 제2 과정과, 퓨리에 변환된 값으로 각 주파수에 따른 임피던스를 산출하는 제3과정을 포함하며, 또한 제1과정에서 전압을 전류 값으로서 인가한 후 제2 내지 제3과정에서 작업전극에서 측정된 신호전압을 이용하여 동일한 방법으로 임피던스를 산출하는 과정을 포함하여 이루어짐으로서, 동일한 진폭과 위상을 가지는 모든 주파수 성분을 동시에 전해용액에 인가할 수 있음으로써, 각 주파수에 대하여 고속으로 전해용액의 임피던스를 측정할 수 있다기존에는 임피던스의 위상차와 크기를 측정하기 위해서는 인가하는 전압의 주파수를 일반적으로 0.001Hz에서 100KHz까지 단계적으로 변화시켜가면서 갈쌈짜기를 수행하야여 하고, 각기 다른 주파수를 가지는 정현파에 대하여 임피던스를 측정하기 위해서는 각 주파수마다 최소한 한 주기 이상 측정해야 되기 때문에 특히 저주파수에서는 매우 긴 측정시간이 소요되었다.신호 전압 생성부를 제어하여 디지털 오실로스코프로부터 전송된 샘플링 된 신호를 유입하여 샘플링 된 신호를 미분한 다음 퓨리에 변환하여 각 DC전압에 따라 산출된 전해용액의 임피던스 특성을 모니터에 디스플레이함으로서 동일한 진폭과 위상을 가지는 모든 주파수 성분을 동시에 전해용액에 가하여 출력되는 신호를 퓨리에 변환하여 각각의 주파수 성분으로 분리한 후, 주파수에 따른 진폭변화와 위상변화를 측정한 임피던스 스텍트럼을 얻어 아주 빠르게 전해용액의 임피던스를 측정할 수 있다
- 보유기관
- 포항공과대학교
- 등록일
- 2001-05-19
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화학공정 > 전지 제조 공정 기술
역사적으로 납(Lead-acid)축전지, 니카드(Ni-Cd) 전지, 니켈수소(Ni-MH) 전지는 소형 2차 전지로서 많이 사용되어져 왔다. 휴대용, 무선전자 제품들의 개발이 증가하고 있는 현재의 추세로 볼 때, 이들 제품들의 소형화 및 경량화를 위해 에너지 밀도가 높은 2차 전지의 필요성이 크게 대두되고 있다. 또한, 환경 보전에 대한 관심이 높아짐에 따라 환경 친화적인 제품에 대한 관심도 높아지고 있다.리튬 이온 2차 전지는 이와 같은 요구를 충족시킬 수 있는 강력한 후보이다. 리튬 이온 2차 전지는 에너지 밀도가 높고, 작동 전압이 높을 뿐 아니라 우수한 보존 및 수명 특성을 보이는 등의 많은 장점을 지니고 있다. 따라서 리튬 이온 2차 전지는 3C로 불리우는 개인용 컴퓨터(Personal Computer), 캠코더(Camcorder), 휴대용 전화기(Cellular phone) 외에도 휴대용 CD player나 PDA와 같은 개인용 무선 전자제품에도 폭넓게 적용되고 있다.리튬 이온 전지는 두 전극(양극과 음극)과 리튬 이온을 두전극간에 가역적으로 전달할 수 있는 물질로 구성된다. 전지는 rocking chair principle 이라고 불리우는 원리에 의해 작동되는데 rocking chair principle이란 전지를 충전 및 방전함에 따라 리튬 이온이 양극과 음극 사이를 교대로 드나드는 ("rock" back and forth) 것을 이야기한다. 이러한 원리는 리튬 금속 2차 전지의 작동 원리와는 근본적으로 다르며 충방전을 함에 따라 양극과 음극 물질의 변화가 없기 때문에 안전하다.이에 본 기술을 통하여 제조된 탄소음극재는 방전용량 350㎃h/g, 초기 충방전 효율 90%의 특성을 지니고 있으며, 탄소음극재의 원료는 국내에서 생산되는 저렴한 흑연분말을 이용하고, 이를 비교적 간단한 처리공정에 의해 제조할 수 있어서 충분한 가격경쟁력이 있다. 현재 실험실적인 기초단계를 거쳐 Pilot Plant 설비를 이용한 시제품 생산 단계를 준비 중에 있다최근 핸드폰, 노트북 PC, 캠코드 등 이동형 소형기기의 전원으로 각광을 받고 있는 리튬이온 2차 전지는 세계적으로 수요가 급증하고 있으며, 국내에서도 LG화학, 삼성전관 등 4-5개업체에서 상업화 생산을 시작하였거나 준비 중에 있다. 그 핵심소재인 탄소음극재의 국내수요도 2000년에 85억원, 2003년경에는 200억원 이상 될 것으로 예상된다. 그러나 탄소음극재는 전량 일본으로부터 수입에 의존하고 있으므로, 국산화 개발이 절실히 요구되고 있다.본 기술의 활용분야에는 여러 가지가 있으나, 대표적으로 다음을 들 수 있겠다.첫째, 리튬이온 2차전지(LIB)용 탄소음극재둘째, 리튬폴리머 2차전지(LPB)용 탄소음극재
- 보유기관
- (재)포항산업과학연구원
- 등록일
- 2001-08-30
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화학공정 > 전지 제조 공정 기술
플렉시블 솔라 실드에 입힌 플렉시블 솔라 모듈 이 새로운 타입의 플레시블 태양 전지 덕분에 완전히 새로운 길이 열렸다.플라스틱 기판에 입힌 태양 전지. 완전한 굽힘성과 깨지지 않는 특성
- 보유기관
- 대일기업평가원
- 등록일
- 2002-02-04
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화학공정 > 전지 제조 공정 기술
동사의 신청기술인 리튬폴리머전지(Lithium Polymer Battery)는 현재 세계 소형 2차전지 시장의 주종 품목으로 각광을 받고 있는 리튬이온 전지에 이어 각광을 받고 있는 차세대 전지임. 리튬고분자 전지에 사용되는 고분자전해질은 양극과 음극 사이의 밀착을 막기 위한 분리막의 기능, 리튬이온의 원활한 흐름을 제공하기 위한 1mS/cm이상의 이온전도도, 전하전달매체인 리튬염이 용매에 녹여져 있는 액체전해질을 사용하므로 많은 양의 전해액을 함유할 수 있는 액체전해액의 저장소 등이 요구됨. 이상의 세가지 기능을 만족시키기 위해 동사는 고분자전해질 자체가 미세한 내부 기공을 갖도록 제작하여 내부기공도가 50%이상이고, 500회이상 충방전시에도 80%이상의 용량을 유지하며 이온전도도도 3mS/cm정도의 값을 갖도록 하였음. 분리막으로서의 기능을 충분히 수행하기 위해 많은 양의 구조보강제를 함유하고 있으며, 이렇게 제작된 고분자전해질은 기계적 강도가 우수하여 양극과 음극사이에 위치시킨 후 라미네이션 과정을 통해 일체형 전지를 제작할 수 있음. 또한 Bellcore 공정과 같이 가소제를 추출하는 공정이 필요없으며, 수분에 민감한 리튬염이 최종적으로 전지를 포장하는 공정에서만 노출되기 때문에 최소한의 제습분위기만 요구됨. 동사는 이렇게 개발된 고분자전해질과 가장 적합한 양극/음극의 조성 및 극판 제조공정에 대한 노하우를 보유하고 있음.동사의 신청기술인 리튬폴리머 전지는 차세대 2차전지로 각광을 받을 것으로 예상되는 제품으로 국내외 다수의 업체가 개발에 참여하고 있는 상황이나 대부분의 업체들이 아직 제품의 신뢰성이나 수율 측면에서의 문제로 인해 양산이 지연되고 있는 상황에 있음. 그러나 이러한 문제가 해결될 경우 리튬이온전지의 단점인 전해액의 누액위험성이 없고, 고분자 특유의 가소성을 이용하여 전지의 박형화나 슬림화 등 다양한 형태로 제작할 수 있는 장점으로 인해 향후 시장잠재력이 높은 제품임.
- 보유기관
- 기술보증기금
- 등록일
- 2002-02-06
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화학공정 > 전지 제조 공정 기술
리튬 이차 마이크로 전지용 음극 및 그 제조방법에 관한 것으로 특히, 마이크로 전지용 음극재료로서 실리콘을 증착공정을 통하여 박막으로 형성시킨 마이크로 전지용 박막음극과 그 제조방법에 관한 것이다.- 음극은 실리콘을 박막 증착 공정을 통하여 박막으로 형성시킨 실리콘 박막음극인 것을 특징으로 하는 리튬 이차 마이크로 전지용 음극이 제공된다.- 리튬 이차 마이크로 전지용 음극에 있어서, 상기 음극은 실리콘을 박막 증착 공정을 통하여 박막으로 형성시킨 실리콘 박막음극인 것을 특징으로 하는 리튬 이차 마이크로 전지용 음극
- 보유기관
- 대일기업평가원
- 등록일
- 2003-05-23
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화학공정 > 전지 제조 공정 기술
본 기술은 리튬 이차 전지용 금속 산화물 양극을 제조함에 있어서, 리튬 과산화물인 Li2O2 와 코발트 산화물인 Co3O4를 단순 혼합하여 기존의 카보네이트(탄산염), 나이트레이트(질산염), 수산화물 등 기타 화합물을 이용한 고상 반응법에 비해 약 10% 낮은 온도에서 약 92%의 단축된 시간내에 더욱 미세한 입자 크기의 양극 물질을 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 기술은, 리튬 산화물, 리튬 과산화물로 구성되는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 리튬 산화물과 CoO, Co3O4 로 구성되는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 코발트 산화물을 단순 혼합하는 단계, 혼합물을 대기중에서 600 내지 900℃의 온도 범위에서, 2 내지 24 시간 동안 열처리하여 합성하는 단계로 구성된다. 본 기술에서는 리튬 이차 전지용 양극 재료 중 LiCoO2를 고상 반응에 의해 합성하는 경우 리튬 과산화물인 Li2O2와 코발트 산화물 중 Co3O4를 유발에서 혼합하여 기존의 고상 반응법보다 낮은 온도, 짧은 반응 시간내에 목적하는 생성물을 얻을 수 있는 새로운 양극 재료 제조 방법이다.- 리튬 이차 전지용 양극 재료 중 LiCoO2를 고상 반응에 의해 합성하는 경우 리튬 과산화물인 Li2O2와 코발트 산화물 중 Co3O4를 유발에서 혼합하여 기존의 고상 반응법보다 낮은 온도, 짧은 반응 시간내에 목적하는 생성물을 얻을 수 있는 새로운 양극 재료 제조 방법임- 리튬 이차 전지 대량 생산 및 대량 소비 시대를 앞둔 현 시점에서 보다 낮은 생산 원가와 보다 높은 생산 효율로 전극분말을 제조 가능- 전극 물질 합성에 소요되는 에너지 및 시간을 줄일 수 있으므로 대량 생산시 생산 원가의 혁신적인 절감 효과가 있음
- 보유기관
- 대일기업평가원
- 등록일
- 2003-06-16
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화학공정 > 전지 제조 공정 기술
리튬 이온 전도 전해질 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 둘 이상의 네트워크 형성제를 갖는 박막 전지용 전해질 및 그 제조방법에 관한 것이다. 바람직하게는, Li-P-O-X-Y, 즉 5개의 원자를 함유하는 5원계 박막 전지용 전해질 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 여기서 X와 Y 중 어느 하나는 네트워크의 골격을 형성하는 물질이고, 다른 하나는 네트워크의 골격을 개질시켜 그물 구조를 형성하는 물질이다. Li-P-O 및 Li-Si-O, 즉 두 개의 네트워크 형성제를 갖고, N을 네트워크 개질제로 갖는 5원계 박막 전지용 전해질이 바람직한 결과를 제공하였다.<국내외 기술현황>리튬 전지용 전해질의 예로는 액체 전해질 및 고체 전해질을 들 수 있다. 액체 전해질은 종래 리튬 전지에 널리 사용된 전해질로서, 높은 이온 전도도를 나타낸다는 장점을 가지고 있다. 그러나, 이것은 기본적으로 산 용액으로서 환경적으로 바람직하지 못하며, 누수에 따른 위험성을 내포하고 있다는 문제점을 안고 있다. 이러한 문제점을 해결하고자 제시된 것이 고체 전해질이며, 이것은 크게 고체고분자 전해질과 고체 옥사이드 전해질로 대별할 수 있다.고체 고분자 전해질은 폴리에틸렌옥사이드(PEO)로 이루어진 고분자 매트릭스가 리튬 이온에 대한 전도성을 갖는다는 발견에 기초하여, 현재 폴리아크릴로니트릴(PAN), 폴리비닐리덴플루오라이드(PVdF) 및 폴리비닐클로라이드(PVC) 등과 같은 다양한 조성의 고분자 전해질이 개발 중에 있다. 그러나, 이러한 고체 고분자 전해질은 기본적으로 벌크 전지에 사용되는 것을 전제로 한 것으로서, 전체 전지의 크기가 수 ㎛에 불과한 박막 전지용 전해질로는 그 사용이 제한되어 있다.고체 옥사이드 전해질은 새롭게 각광받고 있는 박막 전지용 전해질로서, 네트워크의 골격을 형성하는 네트워크 형성제 및 네트워크의 골격을 개질시키는 네크워크 개질제(network modifier)를 기본적으로 포함하고, 추가로 네트워크에 리튬이온의 첨가량을 증진시키는 네트워크 도핑제(network dopant)를 포함할 수 있다. 이러한 고체 옥사이드 전해질의 대표적 예로는 Li-P-O-N을 구성요소로 포함하고 있는 미국특허 제5,338,625호 및 그의 분할 출원인 미국특허 제5,455,126호를 들 수 있다. 위의 `625 및 `126 특허는 네트워크의 골격을 형성하는 네트워크 형성제로 Li-P-O를 갖고, 네트워크 골격의 절단, 축중합, 브랜칭(branching) 등에 의해 네트워크의 골격을 개질시켜 그물구조를 형성하는 네크워크 개질제(network modifier)로 N을 갖고 있다.그러나, 이상의 미국특허에도 불구하고, 고체 옥사이드 전해질에 대한 개발은 아직 초기 단계에 머무르고 있으며, 다양한 형태의 고분자 옥사이드 전해질의 개발이 요청되고 있는 실정이다.- Li, P, O, X 및 Y로 구성되는 원자를 함유하고, 상기 X 및 Y 중 어느 하나는 네트워크의 골격을 형성하는 물질이고, 다른 하나는 네트워크의 골격을 개질시켜 그물 구조를 형성하는 물질인 5원계 박막 전해질.- 본 발명의 전해질은 국내 유수 기업에서 축적된 박막 증착 기술을 응용하여 제조될 수 있음으로, 기존의 전해질이 해외로부터 제작 공정, 설비 및 기술을 이전해 옴으로 발생하는 외화 유출 및 기술을 종속화로부터 벗어날 수 있기 때문에 국익의 증대화 국내 산업의 발전 및 관련 기술의 발전과 세계적으로 개발되고 있는 박막 전지 등의 응용 분야 기술을 선점할 수 있다
- 보유기관
- 대일기업평가원
- 등록일
- 2003-05-23
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일반기술
화학공정 > 전지 제조 공정 기술
양성자 전도성 고분자 수지내에 나노미터의 크기를 갖는 판상의 클레이를 박리 분산 시켜 제조한 양성자 전도성 고분자 막, 이의 제조방법, 이를 이용한 막-전극 어셈블리 및 이를 포함하는 연료전지에 관한 것이다.양성자 전도성 고분자 용액에 유기화 처리된 클레이를 박리시키고 제막시 막내에 유기화 처리된 클레이는 균일하게 분산시키는 것을 특징으로 한다.양성자 전도성 고분자 막은 나노 크기의 판상 클레이가 분산되어 있기 때문에 이온 전도도를 유지하면서 고분자와 클레이 내의 접촉 면적 증가로 인한 인력의 증가로 우수한 기계적 강도를 나타낸다. 특히 직접 메탄올 연료전지의 전해질로 사용시 층상 구조의 클레이가 액체 및 기체 투과의 장벽으로 작용하여 연료인 메탄올이 전해질 막을 통하여 음극에서 양극으로 이동되면서 발생할 수 있는 메탄올 크로스 오버를 현저히 줄일 수 있다는 장점이 있다.
- 보유기관
- 서강대학교
- 등록일
- 2003-06-16
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일반기술
화학공정 > 전지 제조 공정 기술
- 본 기술은 소형의 전자기기나 인체에 장착, 삽입 가능한 초소형 전원공급장치로서의 초소형 연료전지 및 그를 제조하기 위한 방법에 관한 것임- 본 기술에서의 초소형 전원공급장치는 소형 전자기기와 인체 장착 및 삽입할 수 있을 정도의 크기를 가지며 메탄올 및 에탄올 수용액을 연료로 주입하는 동안 계속적으로 전원을 공급함- 본 기술은 외부 연료 공급 모터를 필요로 하지 않고 모세관력으로 연료를 공급하기 위한 초소형 유로를 갖는 두 개의 판과 그 사이에 수소이온교환막(PEM)으로 구성- 마이크로 머시닝 기술을 이용하여 소형화하였으므로 휴대용 기기의 전원으로 사용될 수 있음- 연료전지는 연료의 충전만으로 사용이 가능하고, 오염물질을 발생시키지 않음- 본 기술에서의 두 개의 판에는 수소이온교환막과 접촉하는 면에 촉매층이 존재함- 소자의 집적화 및 일괄공정을 통하여 생산성 향상
- 보유기관
- 대일기업평가원
- 등록일
- 2003-06-16
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일반기술
화학공정 > 전지 제조 공정 기술
전도성 고분자를 망간 산화물의 표면에 합성하여 새로운 리튬이차전지용 복합 양극활물질을 제조하는 방법에 관한 것으로서, 1. 0.5~1.5M의 도판트 수용액에 금속 산화물을 첨가한 후 교반시키는 단계2. 상기 (1)단계의 반응혼합액에 중량비가 조절된 단량체를 첨가3. (2)단계의 반응혼합액을 과량의 메탄올에 침전시켜 여과한 다음 세척한 후 진공오븐에서 24시간 이상 건조시키는 단계상기의 도판트중에서 알킬벤젠술폰산은 긴 알킬 사슬을 가지고 있어 전도성 고분자 사슬을 일정한 간격으로 확장시키는 역할을 하여 전도성 고분자의 팽윤을 용이하게 하고 도핑된 알킬벤젠술폰산 음이온은 거대 분자 구조로 인하여 충,방전 중에 고분자 사슬내에 고정되어 리튬 양이온에 의한 산화,환원 반응만이 발생하게하는 특징을 가짐전도성고분자와 금속산화물로 구성되는 리튬이차전지용 복합 양극활물질은 전기 전도도가 증가함에 따라 전자의 전달이 용이해지므로 고율 충방전이 가능하며, 양극활물질 슬러리에서 저밀도 탄소 도전재의 첨가량을 줄일 수 있으므로 부피당 에저지 밀도와 중량당 에너지 밀도를 향상시킬 수 있어, 기존의 망간 산화물에 비하여 전지 성능을 높일 수 있다.
- 보유기관
- 서강대학교
- 등록일
- 2003-07-05
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