표제지
목차
편집자 주 3
01. 제조 데이터 통합 및 분석 플랫폼 기술 동향 / 강정훈 5
Ⅰ. 개요 6
1. 제조 빅데이터 개념 6
2. 제조 빅데이터 필요성 7
3. 제조 빅데이터 플랫폼 기능 및 구성 9
4. 시장 현황 11
Ⅱ. 제조 빅데이터 적용 사례 14
1. 국내사례 14
2. 해외사례 16
Ⅲ. 제조 빅데이터 클라우드 플랫폼 18
1. 제조 빅데이터 수집 18
2. 제조 빅데이터 통합 분석 20
3. 빅데이터 기반 예측 및 관리 소프트웨어 27
Ⅳ. 결론 29
참고문헌 31
02. 미래를 담을 차세대 전지, 전고체 전지 최신 연구 동향 / 김대일 33
Ⅰ. 기술의 개요 34
1. 전고체 전지의 특징과 고체 전해질에 따른 분류 35
2. 전고체 전지 상용화의 걸림돌 : 계면(Interfaces) 및 계면상(Interphases) 37
3. 전고체 전지 관련 정책 동향 40
Ⅱ. 전고체 전지 최신 연구 동향 41
1. 전고체 전지 소재와 기술의 역사 41
2. 산화물계 전고체 전지 최신 연구 동향 44
3. 황화물계 전고체 전지 최신 연구 동향 51
4. 고분자계 전고체 전지 최신 연구 동향 59
Ⅲ. 전고체 전지 산업(시장) 동향 67
Ⅳ. 전고체 전지 발전 전망 69
참고문헌 70
판권기 2
표 1. 산화물계 고체 전해질 기반 전고체 전지 연구동향(2020-2021년) 요약 45
표 2. 황화물계 고체 전해질 기반 전고체 전지 연구동향(2020-2021년) 요약 52
표 3. 고분자계 고체 전해질 기반 전고체 전지 연구동향(2020-2021년) 요약 60
표 4. 2030년까지 전고체 전지 수요 전망 및 대형 전고체 전지 점유율 전망 68
01. 제조 데이터 통합 및 분석 플랫폼 기술 동향 / 강정훈 7
그림 1. 지역별 스마트 제조 시장 7
그림 2. 주요 국가 GDP 대비 제조업 비중 8
그림 3. 기업 의사결정 개요 9
그림 4. 클라우드 기반 제조 데이터 수집 시스템 9
그림 5. 스마트공장 개념도 10
그림 6. 제조 빅데이터 대쉬보드 11
그림 7. 스마트 공장 보급사업 성과분석 12
그림 8. 인더스트리 4.0 기술 비교 13
그림 9. 한국타이어 태블로 대시보드 14
그림 10. 플랫폼 주요 기능 및 데이터 흐름 18
그림 11. 현장 데이터 다양성에 따른 통합 수집 기능 19
그림 12. 제조 산업에서의 데이터 수집, 저장 과정 20
그림 13. 데이터 분석 소프트웨어 시스템 설계 21
그림 14. 빅데이터 고속 전처리 기술 22
그림 15. 다종 데이터(메트릭) 연계 분석기술 22
그림 16. 딥러닝 학습 모델 및 현장 학습 방안 23
그림 17. 복합 분석 서비스 제공을 위한 워크플로우 서비스 24
그림 18. 데이터 분석을 위한 대쉬보드 프레임워크(예) 24
그림 19. 데이터 수집 및 분산 분석을 위한 엣지 시스템 25
그림 20. 생산 현장 빅데이터 수집 및 의사결정 서비스 시스템 26
그림 21. 제조 빅데이터 기반 의사결정 설계 26
그림 22. 제조 데이터 비식별화 28
02. 미래를 담을 차세대 전지, 전고체 전지 최신 연구 동향 / 김대일 34
그림 1. 최초의 리튬이온 기반 전지인 Li/TiS2 전지의 전기화학 특성 그래프 34
그림 2. 상용 리튬이온이차전지와 전고체 전지 비교 36
그림 3. 산화물, 황화물, 고분자, 복합계 고체 전해질의 특징 37
그림 4. 전고체 전지에서 발생 가능한 계면현상 38
그림 5. K-Battery 발전 전략의 비전, 추진전략, 세부추진과제 - 전략 1 40
그림 6. 전고체 전지의 요소 물질 및 기술 발달의 역사 41
그림 7. 산화물계 고체 전해질(Garnet) 구조 44
그림 8. (a) 가넷(Garnet), (b) Plastic Crystal Electrolyte(PCE) 이미지, (c) 각각의 전해질 및 혼합전해질의 임피던스 커브 46
그림 9. (좌) N/P ratio에 따른 Cycle 특성, (우) 양극 활물질 종류 및 N/P에 따른 질량당 에너지 밀도 그래프 47
그림 10. (a) Laser 가공을 이용한 3D-patterned Garnet 제조 및 리튬 대칭 셀 제조 모식도, (b) 3D-patterned Garnet의 사진 및 SEM 이미지 48
그림 11. (a) 0.5mAh/cm²에서 Li/SSE/Li과 Li/3D-SSE/Li의 사이클 특성 비교, (b) 0.5 mAh/cm²에서 Li/3D-SSE/Li 압력에 따른 사이클 특성 비교 48
그림 12. (a) 녹인 리튬을 이용한 Garnet 표면 코팅 및 계면 모식도, (b) 1wt.% Si₃N₄가 첨가된 녹인 리튬을 이용한 Garnet 표면 코팅 및 계면 모식도 49
그림 13. (위) 0.4mAh/cm²에서 Li-Si-N/SSE/Li-Si-N 사이클 특성 결과, (아래) LFP전극에 적용된 전고체 전지 사이클 및 출력 특성 결과 50
그림 14. 황화물계 고체 전해질(LGPS) 구조 51
그림 15. (a) Ag-C 음극을 사용한 전고체 전지의 충ㆍ방전 모식도, (b) Ag-C 음극층에 전위별로 Li이 증착되는 SEM 단면 이미지(3.6, 4.0, 4.25V) 53
그림 16. (위) 파우치 셀 모식도 및 단면과 방전 C-rate에 따른 충ㆍ방전 특성 그래프, (아래) 6.8mAh/cm² NCM 로딩 전극의 0.5C / 0.5C 사이클 특성 그래프 54
그림 17. Li10SnP₂S12(LSPS)의 물리적 영향에 따른 특성 변화 (a) XRD 분석 결과, (b) 전해질의 임피던스 비교 55
그림 18. (a) 충ㆍ방전 그래프 비교(LTO@LCO/LSPS/Li), (b) Cycle 특성 비교(0.1C, 2.8~4.2V), (c) LSPS의 물리적 영향에 따른 변화 모식도 56
그림 19. (a) 전도성/glue형 Pyr14TFSI-LiTFSI-PEO(LCBIM) 소재 적용 후 양극 전극 모식도, (b) 양극 전극 단면 SEM 이미지(inset. Nitrile-Butadiene-Rubber(NBR) 바이더... 57
그림 20. (a) LCBIM 소재 이미지 및 XRD 분석결과, (b) LCBIM 적용 전고체 전지의 전기화학 특성 그래프 58
그림 21. 다양한 고분자계 고체 전해질 분자구조 예시 59
그림 22. PVDF/PVAC 기반 고분자 전해질 및 선택적 젖음 특성을 가진 테트라메틸렌 술폰(TMS)을 통한 전극 전해질 계면 제어 모식도 61
그림 23. PVDF/PVAC 기반 고분자 전해질의 전압안정성, 이온전도도, 리튬 이온 전달율 그래프 61
그림 24. LCO 양극 전극에 적용된 고분자 전해질의 전기화학 데이터((좌) PVDF/PVAC 충방전, (중) PVDF 충ㆍ방전, (우) 각 고분자 전해질의 출력 특성 비교) 62
그림 25. (a) Single-layer Layered-double-hydroxide Nano sheets(SLN)을 PVDF 전해질 막에 적용 전후의 리튬이온 이동 모식도, (b) SLN의 TEM 이미지 및 두께 AFM 데이터 63
그림 26. 온도별 이온전도도, 리튬 이온 전달율, 전압 안정성 그래프 63
그림 27. LFP, LCO, NCM811 전극에 적용한 전고체 전지 충ㆍ방전 및 사이클 특성 그래프 64
그림 28. Polyacrylonitrile(PAN) 기반 Polymer-in-salt 고분자 전해질의 개념도 및 리튬 이온 이동 모식도 65
그림 29. Polymer-in-salt 고분자 전해질의 이온전도도 전압안정성, 리튬 이온 전달율, 시간에 따른 저항 변화 그래프 65
그림 30. 리튬 대칭 셀을 이용한 plating/stripping 특성 확인 그래프 66
그림 31. LFP 전극에 적용한 전고체 전지 출력 및 사이클 특성 그래프 66
그림 32. 2030년까지 전고체 전지 수요 전망 및 대형 전고체 전지 점유율 전망 67