재순환 공정을 이용한 이차전지 양극재용 나노 이산화망간(CMD) 제조방법 Step. 01 권리현황 발명의 명칭 특허 현황 발 명 자 출 원 인 재순환 공정을 이용한 이차전지 양극재용 나노 이산화망간(CMD) 제조방법 10-1480109 박선민, 노광철 김성욱, 조해란 한국세라믹기술원 Step. 02 기술개요 리튬이차전지의 양극재의 전구체로서 사용하며 리튬이차전지의 충·방전 효율을 더욱 향상시키는 기술 [ 재순환 과정을 통해 제조된 3차 이산화망간의 전자 현미경 사진 ] Step. 03 기술내용 공업용 탄산망간을 열처리하여 분말상의 이산화망간 종자로 제작한 후, 1차 입자가 나노 크기인 나노분말의 이산화망간 종자로 분쇄·산처리하여, 불순물이 제거된 보다 균질한 분말 형태로 제조한 후, 나노 이산화망간 종자 표면위에 동종결정 성장시켜 1차로 제조하며, 반응여액을 재순환시켜 반응모액으로 활용하여 2, 3차 이산화망간을 제조함으로써 이산화망간의 수율을 향상시킬 수 있음 제조 방법 [ 이차전지 양극재용 나노 이산화망간 제조방법에 사용되는 반응기 모식도 ] [ 이차전지 양극재용 나노 이산화망간 제조 공정도 ]

(Smart Phone, Tablet PC 등) 재순환 공정을 이용한 이차전지 양극재용 나노 이산화망간(CMD) 제조방법 Step. 04 기존기술의 문제점 기존의 이산화망간(CMD) 제조기술의 경우, 활성 이산화망간을 반응의 촉매로 이용하여 미세한 CMD 제조 가능 ☞ 생산원가, 경제성에 문제가 있으며, 공업용 CMD의 경우 거대한 CMD가 제조되어 개량이 요구됨 Step. 05 기존기술 대비 우수성 기술의 특장점 공업용 탄산망간을 이용하여 나노 크기의 이산화망간 종자 이용 ☞ 단시간 내 균질한 나노 CMD 합성 CMD를 분리하고, 남은 반응여액을 재이용하여 CMD 연속 제조 가능 ☞ 단위시간당 CMD의 생산량 향상 황산과 같은 독성물질 재순환하여 사용, 소모된 반응원료만 추가적으로 첨가 ☞ 환경친화적이며 효율적인 생산공정 [ 활용 사례] 정보통신기기 (Smart Phone, Tablet PC 등) 친환경에너지 저장시스템(ESS) EV용 고출력·고용량 Battery/Pack Step. 06 산업동향 세계 리튬이차전지 시장 리튬이차전지 4대 소재 시장(‘14년) CAGR(2015~2020): 28.3% 2015년 2017년 2019년 2020년 양극재 음극재 분리막 전해액 Source : SNE Research, NH투자증권 리서치센터 Source : Avicenne Energy, NH투자증권 리서치센터 2015년 세계 리튬이차전지 시장 규모는 230억달러에서 2020년에는 800억달러 규모에 이를 것으로 전망 2014년 리튬이차전지 4대 소재 시장규모는 양극재가 25억달러로 가장 높은 시장 규모를 기록하고 있음 세계 시장 CAGR(’15~’20) : 28.3%

06 07 재순환 공정을 이용한 이차전지 양극재용 나노 이산화망간(CMD) 제조방법 Step. 산업동향 Step. 리튬이차전지는 주로 휴대폰 등 모바일 IT 기기의 전원으로 사용되고 있으나, 대용량화 기술이 발전함에 따라 자동차 및 에너지 저장 등의 용도로 사용이 확대되고 있음 최근 전기차 시장이 형성됨에 따라 전기차용 리튬이차전지 수요가 빠르게 증가하고 있으며, 리튬이차전지는 스마트그리드로 에너지저장장치로써 중추적인 역할을 할 것으로 전망됨 현재 리튬이온전지에 쓰이는 양극재 용량은 150mAh/g 수준으로, 전 세계적으로 Nano-Technology 활용 및 여러 금속 조합을 통한 성능 개선 연구들이 활발하게 진행되고 있음 중대형 이차전지 시장의 수요 확대를 위해서는 가격절감 및 핵심부품의 성능개선이 필요하며, 특히 제조단가를 낮추는 것이 가장 중요한 요소임 Step. 07 관련 특허리스트 No. 기술명 보유기관 출원번호 등록번호 1 화학적 활성화 반응기의 표면처리를 이용한 울트라커패시터용 전극활물질의 제조방법 세라믹 10-2016-0117807 (2016.09.13) 10-1815899 (2018.01.02) 2 울트라커패시터 전극의 제조방법 및 상기 전극을 이용한 울트라커패시터 10-2016-0115330 (2016.09.08) 10-1815898 (2018.01.02) 3 울트라커패시터 전극활물질의 제조방법 10-2016-0108831 (2016.08.26) 10-1793039 (2017.10.27) 4 전기적 안정성이 우수한 울트라커패시터 전극용 조성물, 이를 이용한 울트라커패시터 전극의 제조방법 및 상기 제조방법을 이용하여 제조된 울트라커패시터 10-2016-0103983 (2016.08.17) 10-1860755 (2018.05.17) 5 울트라커패시터용 전극활물질의 제조방법 및 상기 울트라커패시터용 전극활물질을 이용한 울트라커패시터 전극의 제조방법 10-2016-0051206 (2016.04.27) 10-1815902 (2018.01.02) 6 유연성을 갖는 울트라커패시터 전극의 제조방법 및 상기 울트라커패시터 전극을 적용한 울트라커패시터 10-2016-0045296 (2016.04.14) 10-1771000 (2017.08.18) 김민기 책임 mkkim@innolaw.co.kr 02-599-0678 이예나 선임 leeyn87@innolaw.co.kr

07 재순환 공정을 이용한 이차전지 양극재용 나노 이산화망간(CMD) 제조방법 Step. 관련 특허리스트 No. 기술명 보유기관 출원번호 등록번호 7 울트라커패시터용 전극활물질의 제조방법, 상기 울트라커패시터용 전극활물질을 이용한 울트라커패시터 전극의 제조방법 및 울트라커패시터 세라믹 10-2016-0023870 (2016.02.29) 10-1793040 (2017.10.27) 8 리튬-황 전지용 양극활물질의 제조방법 및 리튬-황 전지의 양극 제조방법 10-2015-0185605 (2015.12.24) 10-1832709 (2018.02.21) 9 울트라커패시터 전극용 조성물, 이를 이용한 울트라커패시터 전극의 제조방법 및 상기 제조방법을 이용하여 제조된 울트라커패시터 10-2015-0113545 (2015.08.12) 10-1635763 (2016.06.28) 10 밀도가 향상된 울트라커패시터 전극의 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 울트라커패시터 전극을 적용한 울트라커패시터 셀 10-2015-0079583 (2015.06.05) 10-1614299 (2016.04.15) 11 울트라커패시터용 전극의 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 울트라커패시터용 전극을 적용한 울트라커패시터 셀 10-2015-0061001 (2015.04.30) 10-1729509 (2017.04.18) 12 울트라 커패시터의 리튬 이온 도핑 방법 10-2015-0034199 (2015.03.12) 10-1771012 (2017.08.18) 13 슈퍼커패시터 전극의 제조방법 10-2014-0130666 (2014.09.30) 10-1537953 (2015.07.14) 14 울트라커패시터용 전극활물질, 그 제조방법 및 울트라커패시터 전극의 제조방법 10-2014-0100851 (2014.08.06) 10-1591264 (2016.01.28) 15 전극의 초기저항을 낮출 수 있는 슈퍼커패시터 전극용 조성물, 이를 이용한 슈퍼커패시터 전극의 제조방법 및 상기 제조방법에 의해 제조된 슈퍼커패시터 전극을 이용한 슈퍼커패시터 10-2013-0159900 (2013.12.20) 10-1486429 (2015.01.20) 16 리튬이차전지용 산화제2철계 음극활물질의 제조방법 및 이를 이용한 리튬이차전지의 제조방법 10-2013-0086618 (2013.07.23) 10-1516974 (2015.04.27)