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2022년 12월 15일 (목) 23:17 판

프로젝트 개요

기술개발 과제

국문 : 이온젤 전해질을 통한 리튬이온배터리 성능 및 안정성 개선

영문 : Improving Li-ion battery performance and stability through ion gel electrolyte

과제 팀명

문홍철 1팀

지도교수

문홍철 교수님

개발기간

2022년 9월 ~ 2022년 12월 (총 4개월)

구성원 소개

서울시립대학교 화학공학과 20173400** 김*혁(팀장)

서울시립대학교 화학공학과 20193400** 송*성

서론

개발 과제의 개요

개발 과제 요약

◇ 전기자동차, 스마트폰 등 첨단 산업 분야에서 리튬 이온 배터리(LIB)는 주요 전원 공급 동력원으로 사용되고 있다. 기존의 리튬 이온 배터리에는 액체 전해질이 사용되는데, 액체 전해질의 불안정성과 누출 문제 등으로 인해 다수의 배터리 화재 및 폭발사고가 발생하고 있다.

◇ 액체 전해질을 대체하기 위해 최근 전고체 전해질에 대한 연구가 활발하게 진행 중이다. 고체 전해질은 무기 고체 전해질, 고분자 고체 전해질, 박막 고체 전해질 등으로 이루어지는데, 이 중에서 고분자 고체 전해질(SPEs)이 호환성과 설계 유연성 측면에서 높은 관심을 받고 있다.

◇ 특히, 고분자 전해질에 이온성 액체를 첨가한 이온젤 전해질(IGs)은 높은 이온전도도를 가짐과 동시에 기존 액체전해질의 누출 및 안정성 문제를 해결할 수 있다는 점에서 리튬 이온 배터리에 가장 적합한 전해질 중 하나로 평가되고 있다.

◇ 따라서, 본 연구에서는 이온젤 전해질(IGs)을 활용한 리튬 이온 배터리의 안정성 및 성능 개선을 목표로 한다. 이를 위해 기존 IGS(iongels) 관련 선행 연구 논문을 분석하고, IGs에 적합한 이온성 액체 및 고분자 소재를 연구할 것이다.

◇ 이후 찾아낸 이온성 액체와 고분자 구조를 바탕으로, 최적의 IGs 구조를 제시하고, 해당 IGs를 활용하여 리튬 이온 배터리 전기화학적 및 열 안정성, 전도도, 배터리 성능 등의 개선 여부를 확인할 것이다.

개발 과제의 배경

내용

개발 과제의 목표 및 내용

내용

구성원 및 추진체계

내용

설계

설계사양

제품의 요구사항

내용

설계 사양

내용

개념설계안

내용

이론적 계산 및 시뮬레이션

내용

상세설계 내용

내용

결과 및 평가

완료 작품의 소개

프로토타입 사진 혹은 작동 장면

내용

포스터

내용

완료작품의 평가

내용

향후계획

내용

특허 출원 내용

내용

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 ◇ 전기자동차, 스마트폰 등 첨단 산업 분야에서 리튬 이온 배터리(LIB)는 주요 전원 공급 동력원으로 사용되고 있다. 기존의 리튬 이온 배터리에는 액체 전해질이 사용되는데, 액체 전해질의 불안정성과 누출 문제 등으로 인해 다수의 배터리 화재 및 폭발사고가 발생하고 있다.
- ◇ 액체 전해질을 대체하기 위해 최근 전고체 전해질에 대한 연구가 활발하게 진행 중이다. 고체 전해질은 무기 고체 전해질, 고분자 고체 전해질, 박막 고체 전해질 등으로 이루어지는데, 이 중에서 고분자 고체 전해질(SPEs)이 호환성과 설계 유연성 측면에서 높은 관심을 받고 있다.
+◇ 액체 전해질을 대체하기 위해 최근 전고체 전해질에 대한 연구가 활발하게 진행 중이다. 고체 전해질은 무기 고체 전해질, 고분자 고체 전해질, 박막 고체 전해질 등으로 이루어지는데, 이 중에서 고분자 고체 전해질(SPEs)이 호환성과 설계 유연성 측면에서 높은 관심을 받고 있다.
- ◇ 특히, 고분자 전해질에 이온성 액체를 첨가한 이온젤 전해질(IGs)은 높은 이온전도도를 가짐과 동시에 기존 액체전해질의 누출 및 안정성 문제를 해결할 수 있다는 점에서 리튬 이온 배터리에 가장 적합한 전해질 중 하나로 평가되고 있다.
+◇ 특히, 고분자 전해질에 이온성 액체를 첨가한 이온젤 전해질(IGs)은 높은 이온전도도를 가짐과 동시에 기존 액체전해질의 누출 및 안정성 문제를 해결할 수 있다는 점에서 리튬 이온 배터리에 가장 적합한 전해질 중 하나로 평가되고 있다.
- ◇ 따라서, 본 연구에서는 이온젤 전해질(IGs)을 활용한 리튬 이온 배터리의 안정성 및 성능 개선을 목표로 한다. 이를 위해 기존 IGS(iongels) 관련 선행 연구 논문을 분석하고, IGs에 적합한 이온성 액체 및 고분자 소재를 연구할 것이다.
+◇ 따라서, 본 연구에서는 이온젤 전해질(IGs)을 활용한 리튬 이온 배터리의 안정성 및 성능 개선을 목표로 한다. 이를 위해 기존 IGS(iongels) 관련 선행 연구 논문을 분석하고, IGs에 적합한 이온성 액체 및 고분자 소재를 연구할 것이다.
- ◇ 이후 찾아낸 이온성 액체와 고분자 구조를 바탕으로, 최적의 IGs 구조를 제시하고, 해당 IGs를 활용하여 리튬 이온 배터리 전기화학적 및 열 안정성, 전도도, 배터리 성능 등의 개선 여부를 확인할 것이다.
+◇ 이후 찾아낸 이온성 액체와 고분자 구조를 바탕으로, 최적의 IGs 구조를 제시하고, 해당 IGs를 활용하여 리튬 이온 배터리 전기화학적 및 열 안정성, 전도도, 배터리 성능 등의 개선 여부를 확인할 것이다.
 ====개발 과제의 배경====