사업화 유망기술

[자원순환] 폐두부로 제조된 전극활물질 및 이를 이용한 리튬이차전지

폐두부로 제조된 전극활물질 및 이를 이용한 리튬이차전지

본 기술은 폐두부를 원료로하여 전극활물질을 제조하는 기술임

보유기관 : 서울과학기술대학교       거래조건 : 협의 후 결정

기술개요

본 기술은 폐두부를 원료로하여 전극활물질을 제조하는 기술로 폐기 비용이 절감되고 버려지는 음식물 폐기물 자원화가 가능함

특허정보

특허명 특허번호 특허명세서
전극활물질 및 그의 제조방법 10-2018-0128206
전극활물질 및 그의 제조방법 10-2139098
전극활물질, 그 제조 방법, 및 이를 포함하는 리튬이차전지 10-1957017
고성능 다공성 활성탄 및 그의 제조방법 10-1956993
두부를 이용한 리튬이온전지용 음극용 탄소 복합체 제조 방법 10-1814063
질소 도핑된 이산화티타늄-탄소나노섬유 복합체를 이용한 염료감응형 태양전지용 상대전극의 제조방법 10-1601243

기술완성도

TRL01

기초 이론/
실험

  • 연구과제 탐색 및 기회 발굴 단계
TRL02

실용 목적의 아이디어/
특허 등 개념 정립

  • 실용 목적의 아이디어, 특허 등 개념 정립
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
TRL04

연구실 규모의
부품/시스템 성능평가

  • 연구실 규모의 부품/시스템 성능 평가가 완료된 단계
  • 실용화를 위한 핵심요소기술 확보
TRL05

시제품 제작/
성능평가

  • 개발한 부품/시스템의 시작품(Prototype) 제작 및 성능 평가
  • 경제성(생산성)을 고려하지 않고, 우수한 시작품을 1개~수개 미만으로 개발
TRL06

Pilot 단계 시작품
성능 평가

  • 경제성(생산성)을 고려한, 파일로트 규모의 시작품 제작 및 평가
  • 시작품 성능평가
TRL07

Pilot 단계 시작품
신뢰성 평가

  • 시작품의 신뢰성 평가
  • 실제 환경(수요기업)에서 성능 검증이 이루어지는 단계
TRL08

시작품 인증/
표준화

  • 일부 시제품의 인증 및 인허가 취득 단계
    - 조선 기자재의 경우 선급기관 인증, 의약품의 경우 식약청의 품목 허가 등
TRL09

사업화

  • 본격적인 양산 및 사업화 단계

기술개요

- 본 기술은 폐두부를 원료로하여 전극활물질을 제조하는 기술임

- 최근 리튬이차전지는 친환경 그린카에 대한 관심과 수요가 높아지고 있는 가운데 전기모터로 구동되는 전기자동차의 전원으로 각광받고 있어 대체기술 및 기술개발이 활발한 분야임

대표도면

[본 기술의 따라 제조된 두부 전극활물질 SEM 사진]

기술의 필요성

- 기존 환경을 생각한 활물질 중 흑연은 전해핵과의 거부반응이 심함

- 흑연 결정 배향성이 높아져 출력 등이 떨어짐

기존기술대비 우수성

- 음식물 폐기물을 순환시켜 자원화

- 원료 자체가 단가가 높지않아 가격 경쟁력 우수

- 기존에 없던 방식을 사용하며 원료를 이용한 고속충전 특성 확보

기술 구현 내용

본 자원순환형 전극활물질은 아래와 같이 구현됨

- 두부 또는 폐기 예정 두부 준비
- 두부를 고온 또는 상온 건조하여 다공성 복합체 형성
- 다공성 복합체를 분쇄
- 분쇄된 복합체를 열처리하여 전극활물질 제조

기술동향

- 리튬이차전지 산업은 완성품인 2차 전지 셀과 이를 구성하는 4대 핵심소재로 분류되며 이차전지 셀의 경우 대기업 중심, 4대 핵심 소재의 경우 중소,중견기업 중심으로 형성되어 있음

- 4대 핵심소재는 양극재, 음극재, 전해질, 분리막으로 구성되며 스마트폰, 전기자동차 등 각각의 응용처에서 요구하는 성능에 맞추어 다양한 성능의 이차전지가 개발되고 있음

시장동향

- 전기차 보급이 늘어나면서 리튬 이차전지/배터리 시장이 2030년엔 3000GWh를 돌파하여 `20년 대비 약 17배 성장할 것으로 전망됨

- 배터리 시장 수요를 견인하는 수요처는 전기차다. 하이브리드차, 플러그인하이브리드차, 순수 전기차 등을 포함해 전기차에 들어간 배터리 사용량은 지난 2018년 처음으로 100GWh를 넘어섰으며, 2030년이면 30배 이상 증가한 3066GWh로 늘어날 전망

[세계 LIB 시장 규모 및 전망]

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