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연구내용

차세대 이차전지 산업을 위한 인력 양성을 위해 힘쓰겠습니다

연구내용

연차별 주요 연구 내용
연차 주요활동 구 분
1차년도
(2023)
신기술 육성 분석 기술
  • 실시간 고온 X-선 회절 합성 공정 모니터링 기초 분석 기법 정립

  • 상온 X-선 및 중성자 소각 산란 활용 나노 결함 기초 분석 기법

  • 이원합금 벌크구조 예측을 위한 기계학습 모델 개발, 소재 기초 물성 재현

  • STXM 활용 하이니켈 양극 소재 박절시료 화학상 30nm 분해능 분석

  • X-ray 기반 이차전지 음극 및 전해질 소재 멀티 분석 기법 정립

소재 개발
[정량 목표]
  • (양극) 합성 공정제어 하이니켈계 양극소재 층간 양이온 혼합 제어 기술 [층간 Li/Ni 혼합 < 2%]

  • (양극) 분무열분해공정 활용 Mn-rich 양극 소재 전구체 입자 합성 기술 [용량 유지율 80% 이상@100 cycle]

  • (음극) 구형 실리콘 음극재 합성을 위한 기상공정 최적 공정 및 조성 조건 확보 [용량 유지율 80% 이상@100 cycle]

  • (음극) 고용량 Si/C 복합 음극 소재 설계, 카본 코팅 최적 기술 확보

  • (전해질) Electrospining / 3D printing method 방식 적용 산화물계 고체전해질 소재 합성 [이온전도도 > 10 mS/cm]

기술 지원
  • KAERI, KBSI 고도분석 장치별 기업 측정/분석 수요 조사

  • 기업 지원 체계화 방안 기획

인력 양성 교육 과정
  • 충북대 이차전지 유관학과 강의 지원 협의

  • 이차전지 소재 합성 교육과정 개설(마이크로 디그리)

실습 교육
  • 중성자 및 X-선 고도분석 대학(원)생 실습 교육 프로그램 기획

  • SEM, STM, XRD, XRM 등 소재 물성 분석 장비 실습 과정 설계용

산학연 교육
  • 중성자-방사광 X-선 융합 결정 나노구조 분석 교육 프로그램 기획

  • KBSI 연구장비아카데미 교육 프로그램 개발 및 분석 장비 과정 시범 운영

기술이전·창업 -
  • 기업 희망 기술 수요조사, 소액 또는 무상 기술이전 가능 지적재산권 조사

  • 융복합 기술 발굴 플랫폼 구축

2차년도
(2024)
신기술 육성 분석 기술
  • 실시간 고온 중성자 회절 합성 공정 모니터링 기초 분석 빔 테스트

  • 마이크로 중성자빔 활용 이차전지 셀 국부 구조 변화 분석 기초 분석

  • 2차원 중성자 영상 활용 이차전지 셀 분석 기초 분석 기법

  • 결맞음 X-선 회절 시각화 ptychography 분석 활용 양극재 고분해능 분석

  • X-ray 기반 첨단 분석장비 연계 활용에 의한 종합 소재 물성 분석법 개발

소재 개발
[정량 목표]
  • (양극) 입자 내 나노-마이크로 공극 제어된 하이니켈계 2차입자 합성 기술 [Macro 공극 < 0.01 cm3/g, Meso 공극 < 0.001 cm3/g]

  • (양극) Mn-rich 양극 소재 합성 변수 최적화 [용량 260mAh/g, 90% 이상@100 cycle]

  • (음극) 고도 분석에 피드백에 따른 실리콘 소재의 내부 기공 공간 최적화 연구 [비표면적 100 m2g-1, 기공부피: 10 cm3g-1, 용량 90%@100 cycle]

  • (음극) 다공 구조 Si 구조체 합성, 3nm 이하 균일 두께 카본 코팅 기술 확보 [용량: >500 mAh/g, 용량 유지율: >80%@50cycle]

  • (전해질) 소결 방식 및 형상 제어에 의한 산화물계 고체전해질 소재 최적화 [이온전도도 7 mS/cm]

기술 지원
  • 중성자/X-선 각 장치별 지역 기업 전략적 빔타임 제공

  • 차세대 이차전지용 음극 소재 분야 성능 개선 과정 중·소기업 기술 지원

  • 이차전지 핵심 소재 부품에 대한 실시간 멀티스케일 분석 수요 조사

인력 양성 교육 과정
  • 충북대 대학(원)생 고도분석기술 인턴십 운영

  • 학-연 연계 석/박사 학위 지원 (학연 연구생 지원)

  • 이차전지 전기화학 기초 분석 교육과정 개설(마이크로 디그리)

실습 교육
  • 중성자 및 X-선 산란장치 대학(원)생 실습 교육 운영

  • 실시간 XRD 분석 기법 적용 양극/음극 소재 구조 분석 과정 실습

산학연 교육
  • 지역 기업 대상 온라인 교육 프로그램 기획

  • 중성자회절, 냉중성자 여름학교 개최 (8월중)

  • 중성자-방사광 X-선 융합 겨울학교 개최 (1-2월중)

  • KBSI 연구장비아카데미 소재 구조 분석 기본/심화 과정 운영

  • 코인 타입 셀 제작 및 특성 분석 분야 온라인 강좌 개설, 현장 지도 실시

기술이전·창업 -
  • 기술협력체 운영회를통한 BM설계 및 통합형TLO 인프라 구축

  • 소액 또는 무상 특허 기술지원을 통한 기술이전 및 창업 프로그램 설계

  • 기업네트워크 구축 및 기술 확산

3차년도
(2025)
신기술 육성 분석 기술
  • 중성자/X-선 활용 전극 소재 및 폐전지 열화 분석 시스템 구축

  • 이차전지 셀 석출상의 실시간 공간적 분포 분석 기초 분석

  • 실시간 고온 중성자 소각 산란 활용 나노 결함 정량 기법 구축

  • 실시간 충/방전에 따른 2차원 중성자 영상 분석 기법

  • 제일원리계산 기반 매크로 스케일 모델 최적화

  • Randomized probe imaging (RPI) 기반의 최소 프레임 ptychography 시각화 방법 개발

  • 실시간/비파괴 분석 기법 적용 소재 및 셀 내부 리튬이온 거동 분석법 개발

소재 개발
[정량 목표]
  • (양극) 가스 분압 제어를 통한 2차입자 리튬 농도 구배형 하이니켈 양극 소재 개발 [용량 유지율 80%@200cycle]

  • (양극) 나노 결함 분석 및 결함 제어된 Mn-rich 소재 개발 [평균 전압 유지율 95%@500cycle]

  • (음극) 기상공정 기반 실리콘-전도성 카본 복합 합성 공정 연구 [실리콘 함량 8 wt.%, 용량 500mAh/g]

  • (음극) 다공 구조 제어에 의한 Si/C 구조체 성능 최적화, 흑연계 음극소재와 혼합비율 최적화로 장수명 특성 확보 [용량: >600 mAh/g, 용량 유지율: >85%@50cycle]

  • (전해질) 산화물계 고체전해질 입자와 비결정성 고분자의 복합화, 이종 소재 간 화학반응 및 계면 안정성 연구 [이온전도도 3 mS/cm (≤30um)]

기술 지원
  • 기업 맞춤형 실시간(충/방전, 고온, 등) 시료 환경 구축

  • 고분자 기반 고체 전해질 소재 분야 성능 개선 과정 중·소기업 기술 지원

인력 양성 교육 과정
  • 충북대 대학(원)생 고도분석기술 인턴십 운영

  • 학-연 연계 석/박사 학위 지원 (학연 연구생 지원)

  • 고도 분석 장비의 운영을 위한 석사후 연구생 지원

  • 이차전지 전기화학 기초 분석 교육과정 개설(마이크로 디그리)

실습 교육
  • 실시간 멀티스케일 고도분석기술 관련 실습 환경 구축

  • 중성자 및 X-선 산란장치 대학(원)생 실습 교육 운영

  • BIBA 이온빔, X-선 광전자 분광 분석, PAL AP-XPS 빔라인 현장실습

산학연 교육
  • KBSI 연구장비아카데미 셀 조립 및 전기화학 특성분석 기본/심화 과정 운영

  • 중성자 및 X-선 활용 고도분석 수요기업 방문 지도

  • 이차전지 특화 중성자회절 여름학교 개최 (8월중)

  • CBNU-KAERI-KBSI 융합 고도분석기술 겨울학교 개최 (1-2월중)

  • 파우치 타입 풀셀 제작 및 특성 분석 분야 온라인 강좌 개설, 현장 지도 실시

  • 지역 기업 대상 온라인 교육 프로그램 개발 및 운영

기술이전·창업 -
  • IP 사업화 대형 프로젝트 추진 및 기업 인큐베이팅, 엑셀러레이팅지원

  • 국내 협력 네트워크 구축

  • 지역 기반 스타트업 또는 중·소기업 대상 기술 설명회 개최 및 기술 상담 진행

4차년도
(2026)
신기술 육성 분석 기술
  • 실시간 고온 X-선 및 중성자 회절 활용 소재 고온 열화 분석 기법

  • 실시간 충/방전 중성자 소각 산란 활용 나노 결함 정량 기법 구축

  • 이차전지 셀 급속 충/방전에 따른 석출상 공간적 분포 분석 기법

  • 중성자 반사율/NDP 이차전지 샘플 빔테스트 및 분석 가능성 검토

  • 양극소재 도핑에 따른 고내구성의 양극 소재 스크리닝 모델 개발 및 적용

  • 양극재 특성 예측 기계학습 모형을 구성하기 위한 대용량 학습 데이터 측정

  • 비파괴/3차원 이미징 분석 기법 적용 셀 내부 결함 분석 시스템 구축

소재 개발
[정량 목표]
  • (양극) 하이니켈(Ni≥80%)계 입자 계면 제어된 단결정 1차 입자 합성 공정 기술 개발 [용량유지율 80%@400cycle]

  • (양극) Mn-rich 소재 마크로 결함 제어 성능 최적화 [단판셀 용량 유지율 90%, 평균 방전 전압 유지율 95%@1000cycles]

  • (음극) 고도 분석 결과에 따른 실리콘-전도성 카본 소재 내부 기공 구조 최적화 [실리콘 함량 10wt.%, 가역용량 600 mAh/g]

  • (음극) 복합 음극 전극 조성 및 전극 내부 이온전달 효율 최적화, Si 함량 증가 기술 확보 [용량: >700 mAh/g, 용량 유지율: >90%@50cycle]

  • (전해질) 고체 복합 전해질 구조 및 조성 최적화, 전기화학 및 기계적 성능 고도화 [이온전도도 1 mS/cm (≤30um)]

  • (셀) 고에너지밀도 파우치형 풀셀 설계 및 성능확보 [에너지밀도: > 600 Wh/L, 수명: 85%@50 cycle 용량 유지]

기술 지원
  • 기업 맞춤형 다양한 실시간(충/방전, 고온, 등), 실작동 환경에서의 측정/분석 기술 지원

  • 소재 기업 대상 전극 및 셀 제조 과정 소개 및 성능 인증 지원

인력 양성 교육 과정
  • 충북대 대학(원)생 고도분석기술 인턴십 운영

  • 학-연 연계 석/박사 학위 지원 (학연 연구생 지원)

  • 고도분석 기반 이차전지 소재 분석 교육과정 개설(마이크로 디그리)

실습 교육
  • 실시간 멀티스케일 고도분석기술 대학(원)생 실습 교육 운영

  • 전극 소재 합성 및 최적화 과정 단기 체험 프로그램 운영

산학연 교육
  • 중성자 및 X-선 활용 고도분석 수요기업 방문 지도

  • 이차전지 특화 중성자회절 여름학교 개최 (8월중)

  • CBNU-KAERI-KBSI 융합 고도분석기술 겨울학교 개최 (1-2월중)

  • KBSI 연구장비아카데미 가속기 활용 고도 분석 기술 기본/심화 과정 운영

  • 비파과/3차원 이미징 분석 기법 및 시각화, 프로세싱 및 정량 분석 프로그램 교육

기술이전·창업 -
  • 기술이전/스핀오프/JV 설립

  • 자회사 M&A / EXIT 지원

  • 기술 마켓팅, 창업 스쿨, 예비창업자 상담 등 기술 사업화 프로그램 운영

5차년도
(2027)
신기술 육성 분석 기술
  • 중성자 산란/영상 기반 멀티스케일/실시간 고도분석기술 플랫폼 구축

  • 반사율 및 NDP 분석 활용 전극-전해질 계면 리튬 조성 분포 분석 기법

  • 이차전지 셀 3차원 중성자 토모그래피 영상 기법 구축

  • 양극소재 도핑 효과 메커니즘 규명을 위한 소재 전자구조분석

  • 초고속, 고분해능 RPI-ptychography 시각화 방법 활용 3차원 및 실시간 시료 분석

  • 소재 및 셀 특성 및 열화 현상 종합 분석 기법 적용 차세대 전지 종합 분석 플랫폼 구축

소재 개발
[정량 목표]
  • (양극) 원자-나노 단위 제어된 장수명 하이니켈(Ni>90%)계 2차입자 및 단결정 양극 소재 합성 최적화 [용량유지율 80%@1000cycle]

  • (양극) 고성능 차세대 Mn-rich 양극 소재 성능 확보 연구 [파우치 타입 3.7V 3Ah 급 배터리 구현]

  • (음극) 고성능 차세대 실리콘-전도성 카본 음극 소재 성능 확보 연구 [실리콘 함량 15wt.%, 가역용량 700 mAh/g, 용량유지율 80%@1000cycle]

  • (음극) 고용량 음극 소재 대량 생산 및 후막전극 기술 확보

  • (전해질) 고체 복합 전해질 소재 대량생산 기술 및 대면적 박막기술 확보

  • (셀) 대면적 파우치형 풀셀 제작 기술 확보 [에너지밀도: > 600 Wh/L, 면적: > 30 cm2]

기술 지원
  • 고도분석기술 기반 양극 합성/열화/재활용 사업화 단계 지원

  • 복합 전극 제조 및 고에너지밀도 셀 설계 과정 및 사업화 단계 지원

인력 양성 교육 과정
  • 충북대 대학(원)생 고도분석기술 인턴십 운영

  • 학-연 연계 석/박사 학위 지원 (학연 연구생 지원)

  • 고도분석 기반 이차전지 소재 분석 교육과정 개설(마이크로 디그리)

실습 교육
  • 실시간 멀티스케일 고도분석기술 대학(원)생 실습 교육 운영

  • 셀/모듈/팩 설계, 시작품 개발 과정 실습

산학연 교육
  • 중성자 및 X-선 활용 고도분석 수요기업 방문 지도

  • 이차전지 특화 중성자회절 여름학교 개최 (8월중)

  • CBNU-KAERI-KBSI 융합 고도분석기술 겨울학교 개최 (1-2월중)

  • KBSI 연구장비아카데미 차세대 이차전지 활용 기술 기본/심화 과정 운영

  • 셀 내부 결함 분석 과정, 기술 사업화 과정 온라인 강좌 개설, 현장 지도

기술이전·창업 -
  • 용량별/용도별 기술 활용 상담, 지역 차세대 이차전지 밸류체인 설계

  • 유니콘기업 육성 및 해외사업화 체제 구축

  • 지역선도 기술 사업화 기관 구현

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