프로젝트 소개
본 과제는 전기자동차(xEV)에 사용되는 고성능 리튬이온 배터리의 핵심 부품인 실리콘/탄소(Si/C) 복합 음극소재를 개발하고, 이를 활용한 시제품을 만드는 연구임. 이는 전기차 배터리의 성능을 크게 향상시킬 수 있는 차세대 소재 기술 개발에 해당함.
연구 목표는 고성능 Si/C 복합 음극재를 파일럿 스케일로 개발하여 물성을 검증하고, 관련 지식재산권을 확보하며, 위탁기관을 통해 파우치셀형 시제품을 제작하고 공인인증기관의 검증을 받는 데 있음. 핵심 연구 내용은 실리콘 입도 최적화, 부피 팽창을 완화하는 Core-shell 구조의 Si/C 복합체 개발, 전도성 바인더 및 리튬 프리도핑을 통한 전지 성능 개선임. 또한, 실리콘, 흑연, 탄소 첨가제 비율 최적화 및 5~10톤/년 규모의 파일럿 스케일 생산 장비를 구축하고, 1Ah급 파우치 풀셀 제조 및 온도별 수명 평가를 포함한 성능 평가를 수행함. 기대 효과는 K배터리의 기술 경쟁력 강화 및 원천기술 확보에 기여하는 것임. 또한, 신규 고용 창출 및 고급 기술 전문가 육성으로 산업 발전에 이바지하며, 연평균 70% 이상 성장하는 실리콘 음극재 시장에서 중요한 위치를 차지하여 2030년까지 146억 달러 규모의 시장을 선점하는 데 기여할 것으로 전망됨.