□ 품목별 개념 및 범위

품목명	개념 및 범위	지원기간	‘16년 예산	총예산
(총괄) 전기차용 중대형 이차전지의 성능향상 기술개발	o 개념 - 중대형 이차전지 시장 주도권 확보를 위해 추진되는 동 사업은 다수의 소재, 전지, 수요업체가 협력·경쟁을 통해 전기차용 이차전지의 성능을 2배 향상하여 전기차의 주행거리를 비약적으로 증가시키는 R&D사업으로서 사업의 성공적 수행을 위하여 총괄과제 추진 - 복수의 소재업체와 전지업체 그리고 수요업체가 참여함에 따라 공동의 목표달성을 위한 사업단 형태의 전담조직 구성 및 추진 - 전담조직 운영을 통해 효율적 사업 추진과 전략적/전문적 지원, 이행결과 점검 등을 통해 사업의 완성도를 제고 o 지원범위 - 사업 전담조직 구성 및 각 세부과제별 목표 달성 점검 - 세부과제 간 정보교류 및 최종목표 달성을 위한 체계적 관리 - 핵심부품소재/이차전지/자동차산업의 동반성장 방안 수립 및 추진 * (1세부) 전기차 이차전지용 고에너지·고안전성(700mAh/cc) High 니켈계(Ni≥80%) 양극 기술 개발 * (2세부) 전기차 리튬이온 이차전지용 고에너지밀도(700mAh/cc) 음극 기술 개발 * (3세부) 전기차 주행거리 연장을 위한 고에너지밀도(300Wh/kg이상) 리튬이온 이차전지용 전해액 상용화 기술개발 * (4세부) 내열성과 전극 접착성이 우수한 다층구조 세라믹 코팅 분리막 기술개발 * (5세부) 전기차용 고에너지밀도(300Wh/kg) 리튬이온 이차전지 개발	5년	2억원	15억원
(1세부) 전기차 이차전지용 고에너지·고안전성 (700mAh/cc) High 니켈계(Ni≥80%) 양극 극판 설계․제작 기술 개발	o 개념 - 전기차 보급 확대에 따라 전기차의 1회충전 주행거리 향상이 주요 이슈로 떠오르면서 전지의 에너지밀도 향상을 위한 양극 소재의 고에너지밀도화(고용량 및 고밀도화) 기술개발이 필요 - 소형 전지용으로 현재 제한적으로 사용 중인 고함량 니켈 조성의 양극 소재를 중대형 이차전지에 적용하기 위한 연구 개발이 시급 o 지원범위 - 700mAh/cc의 극판에너지밀도*를 구현하기 위한 High 니켈계(≥Ni 80%) 조성설계, 전구체 설계 및 제조기술, bi-modal(2종의 입도 혼합계 시스템) 최적화 기술 개발을 포함 - 500cycle에서 초기 대비 용량유지율 90% 이상의 수명**특성 및 고안전성(DSC 개시온도*** 개선), 고온저장 특성(60℃)을 확보하기 위한 내부개질(구조개선, 도핑 등) 및 표면처리 기술을 포함 - 고에너지밀도와 수명/안전성과의 상호 보완적인 관계를 고려한 최적소재 설계 기술개발 * 극판에너지밀도 = 중량당 가역용량@0.2C ×합제밀도, (합제중 활물질 중량비 ≥95%) ** 수명 : 상온, 0.5C test *** DSC(Differential Scanning Calorimetry) 개시온도 : 4.25V 충전기준	5년	9억원	65억원
(2세부) 전기차 리튬이온 이차전지용 고에너지밀도 (700mAh/cc) 음극 극판 설계․제작 기술 개발	o 개념 - 전기차 보급 확대에 따라 전기차의 주행거리와 전지의 에너지밀도는 비례하고, 장거리 주행을 위한 음극 소재의 고에너지밀도화(고용량 및 고밀도화) 기술은 필수적인 요소임 o 고에너지밀도 구현을 위한 탄소 및 탄소복합화 소재는 전지의 기본특성인 용량, 출력, 수명, 온도, 안전성 특성 외에도 전극의 팽창을 억제하기 위한 소재 및 극판 설계 기술개발이 필요함 o 지원범위 - 음극소재의 고용량화를 기반으로 전극 고밀도화(700mAh/cc)를 위한 탄소/비탄소계 복합 소재 및 극판 개발 - 신규 음극소재를 적용함에 있어 음극 극판 제조 공정 변화를 최소화할 수 있는 소재의 물리적 특성 제어 기술 - 실리콘계 소재 등을 복합화하여 초래될 수 있는 첫 충방전의 쿨롱 효율을 90% 이상 확보하고 극판 초기 충방전에서 극판 팽창률* 50% 이하로 제어되는 전극 설계/제조 기술 * 극판팽창율 [eqn: dt`=`(t _{1} -t _{0} )*100/t _{o}] [eqn: t_1] : 50회 충방전 후 만충전 전극 두께 [eqn: t_0] : 전지 조립 공정 투입 전극 두께 - 고전류밀도 설계하에서 신뢰성과 안전성을 기존 흑연계 소재 수준으로 확보할 수 있는 강건한 복합 소재 및 극판 기술	5년	8억원	55억원
(3세부) 전기차 주행거리 연장을 위한 고에너지밀도 (300Wh/kg이상) 리튬이온 이차전지용 전해액 기술개발	o 개념 - 전기차의 1회충전 주행거리를 늘리기 위해서는 단전지의 에너지밀도 향상이 필요하며 전기를 저장하는 능력을 가지는 양음극 고용량 소재 사이에서 이온의 흐름을 담당하는 전해질의 기능적 역할이 중요 - 특히 전기차에서 요구되는 수명, 출력, 안전성 등 다양한 성능을 동시에 만족하기 위해서는 전해질의 용매와 첨가제 물질 및 조성 개발이 수반되어야 함 - 고에너지밀도 구현을 위한 니켈-rich계 소재는 고온 안정성과 발열 특성이 좋지 않아 양극 표면 안정화 등 이를 보상하기 위한 전해질의 개발이 필요 - 또한 양극소재의 사용량을 늘리기 위해 충전전압을 상향하는 노력이 지금도 이루어지고 있으며 충전전압을 높이기 위해서는 산화전위가 보다 높은 전해질 용매나 안정적 표면 피막을 형성하는 첨가제가 필요 o 지원범위 - 고용량 신규소재를 적용하여 고전류밀도 설계 하에 전기차용 리튬이온전지 성능을 확보하기 위한 고기능성 전해질 용매 및 첨가제 개발 - 전기차의 사이클 수명과 캘린더 수명을 만족시키기 위한 저항 증가 억제 전해액 조성 개발 (0.5C 충방전 500회 사이클 후 저항 증가율 50% 이하) - 고용량 니켈-rich계 소재 적용에 의한 고온 신뢰성 저하를 제어하고 가스 발생량을 최소화하기 위한 전해질 염 및 첨가제 기술 (60℃에서 5주간 보관 후에 두께 증가율이 10% 이내, 저항 증가율 50% 이내) - 고전압(4.25V 이상)에서도 양극의 열화 억제를 위한 전해액 조성 개발 - 전해질 HF, 수분제거, 순도향상 및 전해액의 상용화 제조공정 기술개발	5년	8억원	55억원
(4세부) 내열성과 전극 접착성이 우수한 다층구조 세라믹 코팅 분리막 개발	o 개념 - 전기차용 중대형 리튬이차전지는 높은 안전성과 장기 구동 환경에서도 안정적인 성능 구현이 필수적이므로, 내열성 뿐만 아니라 전극 접착성이 우수한 세라믹 코팅 분리막 개발이 시급히 요구됨 - 따라서, 분리막 세라믹 코팅층 위에 전극과의 접착성을 부여할 수 있으면서도, 분리막의 통기 특성 저하를 최소화할 수 있는 다층구조의 세라믹 코팅 분리막 필요 - 이를 위해, 고투과성/박막 분리막 원단, 신규 바인더 소재, 그리고 코팅 공정 기술개발 등이 필요 o 지원범위 - 다층구조 분리막 제조에 적합한 박막/고강도/고투과성 원단 분리막 개발 - 세라믹 코팅층의 탈리를 억제하면서 전극과의 물리적 접착력을 확보할 수 있는 다공성 고분자층 기술(신규 바인더 소재, 코팅 기술 포함) 개발 - 다층구조를 이루어도 통기 특성이 우수한 세라믹 코팅 분리막 양산기술을 개발하며, 접착층 및 세라믹층을 포함하는 분리막 전체두께는 16㎛ 이하, 전극/분리막 접착력은 10gf/10mm 이상, 수축율*은 10% 이하가 되어야 함. * 수축율 [eqn: dl`=`(l _{1} -l _{0} )*100/l _{o}] [eqn: l _{1}] : 150℃에 1시간 저장 후 길이 [eqn: l _{0}] : 상온에서의 길이 수축율은 가로, 세로 모두 측정	5년	7억원	45억원
(5세부) 전기차용 고에너지밀도(300Wh/kg) 리튬이온 이차전지 개발	o 개념 - 전기차 보급 확대에 따라 1회충전 주행거리 연장에 대한 소비자의 요구가 커지고 있는 상황이며, 이를 해결하기 위해 전기에너지를 보다 많이 저장할 수 있는 배터리가 필요 - 제한된 차량 패키지를 감안하면 단순히 전기를 저장하는 배터리의 양을 늘리는 것으로는 한계가 있어 배터리 단전지의 고에너지밀도화가 필수적임 - 극판의 고밀도화 기술, 주요부품의 경박단소화 등 전기 저장능력을 향상시킬 수 있는 제조기술 개발을 통해 1회충전 주행거리에 대한 사용자의 요구를 만족시키는 이차전지의 고에너지밀도화를 구현 - 현재 150km 수준인 준중형급 차량(예, 기아차 쏘울 148km 등)의 1회충전 주행거리* 300km 상당을 달성할 수 있는 고에너지밀도 이차전지 개발을 목표로 함 * UDDS (Urban Dynamometer Driving Schedule) 모드 기준 o 지원범위 - 사용자의 1회충전 주행거리 수준을 만족시키기 위해 고밀도 양극/음극 극판기술을 적용한 중량에너지밀도 300Wh/kg, 부피에너지밀도 650Wh/l 수준의 단전지 고에너지밀도화 기술개발 - 차량 탑재와 상품성 제고를 위해 필요한 1,000회 이상의 단전지 충방전 싸이클 수명과 완성차업체에서 요구하는 수준의 차량 장착 내환경 특성, 안전성 확보를 위한 기술개발 - 배터리의 차량 장착성과 탑재 성능을 확인하기 위해 실차 주행모드와 연계하여 성능을 검증할 수 있도록 고에너지밀도형 모듈을 대상으로 HILS (Hardware In the Loop Simulation) 기반 개발 지원	5년	7억원	55억원