그래핀 복합체, 전극 활물질의 제조방법 및 이를 포함하는 이차전지

분야: 에너지자원

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그래핀 복합체, 전극 활물질의 제조방법 및 이를 포함하는 이차전지

보유기관 및 연구자 : 한국에너지기술연구원 연순화 박사

개발상태: 4/9

기술소개서
추가 기술 정보
시장자료
특허구매 서식

기술완성도

TRL09

사업화

본격적인 양산 및 사업화 단계

TRL08

시작품 인증/
표준화

일부 시제품의 인증 및 인허가 취득 단계
- 조선 기자재의 경우 선급기관 인증, 의약품의 경우 식약청의 품목 허가 등

TRL07

Pilot 단계 시작품
신뢰성 평가

시작품의 신뢰성 평가
실제 환경(수요기업)에서 성능 검증이 이루어지는 단계

TRL06

Pilot 단계 시작품
성능 평가

경제성(생산성)을 고려한, 파일로트 규모의 시작품 제작 및 평가
시작품 성능평가

TRL05

시제품 제작/
성능평가

개발한 부품/시스템의 시작품(Prototype) 제작 및 성능 평가
경제성(생산성)을 고려하지 않고, 우수한 시작품을 1개~수개 미만으로 개발

TRL04

연구실 규모의
부품/시스템 성능평가

연구실 규모의 부품/시스템 성능 평가가 완료된 단계
실용화를 위한 핵심요소기술 확보

TRL03

연구실 규모의
성능 검증

연구실/실험실 규모의 환경에서 기본 성능이 검증될 수 있는 단계
개발하려는 시스템/부품의 기본 설계도면을 확보하는 단계
모델링/설계기술 확보

TRL02

실용 목적의 아이디어/
특허 등 개념 정립

실용 목적의 아이디어, 특허 등 개념 정립

TRL01

기초 이론/
실험

연구과제 탐색 및 기회 발굴 단계

특허정보

기술문의

기술개요

○ 그래핀 복합체, 전극 활물질의 제조방법 기술로, 그래핀 공정의 복잡한 합성 방법을 단순화 시켜 대용량 합성이 용이한 합성방법 개발 기술임

- 이차전지 및 슈퍼커패시터 적용을 위한 전극 최적화 및 셀 제작 기술

기술개발 배경

○ 그래핀(Graphene)

- 높은 비표면적(~2,630㎡/g)과 전기전도도(200S/m) 등 뛰어난 전기화학적 특성을 지니는 나노 재료로 각광 받고 있음

- 50㎚ 이상의 대세공과 입자간 공동을 포함하기 때문에 충진밀도가 낮음

- 낮은 충진 밀도 극복하기 위하여 미세 기공이 발달한 활성탄과 혼합한 그래핀/활성탄 복합체에 대한 연구 개발이 필요한 실정

그래핀 복합체 제조방법

기술의 특장점

○ 그래핀 복합체 제조방법

- 아이스 배스 조건에 실시하여 기존 3~4층을 2~3층으로 낮추어 더 얇은 두께를 가지는 그래핀으로 제조 가능

○ 이차전이용 전극 활물질 제조방법

- 그래핀 복합체가 활성탄 입자 사이 충진 또는 활성탄 표면 코팅은 미세/메조기공을 5~7비율 포함하여 부피당 용량 증가, 전기화학적 특성 향상 가능

(이차전지의 용량특성 및 수명특성 향상 가능)

○ 고품질 그래핀산화물 제작, 최종 환원 그래핀 제작 과정에 마이크로웨이브 기법 도입, 공정과정 단순화/대용량 합성 가능

비즈니스 아이디어

○ 이차전지 전극소재 및 인쇄전지 소재 (투명전극, 초경량고강도 복합재, 방열재료, 차세대반도체 등)

- 슈퍼커패시터, 리튬이온배터리, 플로우배터리

- 태양전지 및 연료전지

- 전자파(EMI) 차폐 도료 및 디스플레이

시장 동향

○ 세계 그래핀 시장 규모는 2020년 6억 2,000만 달러에서 연평균 21% 성장률로 2028년에는 약 28억 5,000만 달러에 이를 것으로 예측

○ 그래핀의 사용이 제일 많을 것으로 예상되는 2차전지 및 연료전지 등의 배터리 시장 규모는 2020년 335억 달러에서 연평균 36.7% 높은 성장률로 2025년에는 약 1,600억 달러에 이를 것으로 예측 전망됨

○ 최근 ‘저소비ㆍ고효율 경제사회’ 구축에 따라 반도체, 전기자동차, 신재생에너지 등 산업 발전 향상이 그래핀 산업에 더 큰 영향력을 끼칠 것으로 예상됨

기술문의

이버드특허법인

사업화 유망기술

사업화 유망기술

그래핀 복합체, 전극 활물질의 제조방법 및 이를 포함하는 이차전지

기술완성도

기술개요

기술개발 배경

기술의 특장점

비즈니스 아이디어

시장 동향