청정에너지 수요 증가에 따라 배터리의 에너지 밀도와 사이클 안정성 향상이 핵심 연구 방향으로 자리 잡고 있음. 기존 리튬 이온 배터리 양극재의 에너지 밀도가 이미 이론적 한계에 근접한 상황에서, 더 높은 성능을 만족하기 위해 에너지 밀도가 우수한 신개념 양극재 개발이 시급함. 상한 전압을 높이면 에너지 밀도는 증가하지만, 양극 소재의 구조적 불안정성으로 인...
에너지 저장
양극재
고에너지 밀도
제일원리 계산
구조 변화
2
2025년 7월-2027년 12월
|87,629,000원
고성능 리튬 이온 배터리 양극 소재의 개발 및 안정성 메커니즘 탐색
청정에너지 수요 증가에 따라 배터리의 에너지 밀도와 사이클 안정성 향상이 핵심 연구 방향으로 자리 잡고 있음. 기존 리튬 이온 배터리 양극재의 에너지 밀도가 이미 이론적 한계에 근접한 상황에서, 더 높은 성능을 만족하기 위해 에너지 밀도가 우수한 신개념 양극재 개발이 시급함. 상한 전압을 높이면 에너지 밀도는 증가하지만, 양극 소재의 구조적 불안정성으로 인...
에너지 저장
양극재
고에너지 밀도
제일원리 계산
구조 변화
3
2023년 12월-2026년 4월
|158,000,000원
2,900Wh급 저궤도 인공위성용 리튬이온 셀 및 팩 개발
● 2023. 11. ~ 2026. 4.(30개월) 기간 동안 30억 원을 투자하여 2.7 Ah(방전율 1C), 190 Wh/kg급 리튬이온 셀 개발 및, 2900 Wh급 저궤도 인공위성용 리튬이온 팩을 개발 ● 리튬이온 셀의 경우, 작동 전압 2.5 ~ 4.2 V, 용량 2.7 Ah 이상, 에너지밀도 190 Wh/kg 이상, DOD 30% 기준 2,50...
배터리
우주
인공위성
우주 환경
4
2023년 10월-2026년 10월
|866,000,000원
2,900Wh급 저궤도 인공위성용 리튬이온 셀 및 팩 개발
● 2023. 11. ~ 2026. 4.(30개월) 기간 동안 30억 원을 투자하여 2.7 Ah(방전율 1C), 190 Wh/kg급 리튬이온 셀 개발 및, 2900 Wh급 저궤도 인공위성용 리튬이온 팩을 개발 ● 리튬이온 셀의 경우, 작동 전압 2.5 ~ 4.2 V, 용량 2.7 Ah 이상, 에너지밀도 190 Wh/kg 이상, DOD 30% 기준 2,50...
배터리
우주
인공위성
우주 환경
5
주관|
2023년 8월-2025년 12월
|35,365,000원
복합 반응 메커니즘에 기반한 무정질화 고용량 리튬 이온 이차전지 양극재 연구
It is still challenging in developing high performance lithium ion batteries to empower electric vehicles as well as sustainable candidates for large-scale energy storage systems. In this project, the candidate will develop advanced high capacity lithium ion batteries (HC-LIBs) based on fundamental and applicable research contents as follows:
(i) Unlocking the multi-mechanistic of high capacity cathodes (HCC). In contrast to the conventional single crystalline intercalation or conversion-type electrodes, we will exploit electrode with total amorphous phase utilizing intercalation and conversion reactions, as well as crystalline-amorphous mixed phases utilizing crystallization intercalation and amorphous intercalation reactions. The materials will be firstly derived from two main methods as mechanochemical and electrochemical ways.
(ii) Optimizing the performance and elucidating the mechanism of Li storage properties in HCC. The reversibility of the electrode will be firstly optimized by synthesis process and/or controllable adjustment of phase transition conditions. Followed by investigation on structure evolution with multiple ex-situ and in-situ characterization methods. Finally, both phase transferring mechanism and lithium storage mechanism will be theoretical revealed by density functional theory calculation.
(iii) Exploiting novel phosphate electrolyte based on adjusting solvation structure and building full cells. Our preliminary result (see details in the following Section V of Research Plans) also shows present commercial carbonate electrolyte are not able to support the reversibility and long-term stability of multi-mechanistic cathodes. Correspondingly, we will develop phosphate ester-based electrolytes to support the smooth application of HCC through adjusting the anion-induced ion?solvent-coordinated (AI-ISC) structure. Subsequently, Building full cells with high capacity cathode and tailored phosphate electrolyte. The electrochemical performance of full cells as well as the degradation mechanism during long cycles will be studied to enhance stability and kinetics.
To sum up, this research aims at inventing novel high capacity lithium ion batteries based on disclosing the multi-mechanistic electrochemistry of cathodes as well as novel phosphate electrolyte.