ㅇ 중대형 이차전지 글로벌 경쟁력 확보를 위한 '15년~'25년까지 리튬이차전지 R&D 전략로드맵 수립 및 보고서 발간 - 산업의 트렌드를 전망하고, 이를 토대로 중장기 전략로드맵을 수립하여 체계적이고 종합적인 지원체계 구축 - 이차전지 중장기 글로벌 경쟁력을 확보할 수 있는 R&D 과제 및 정부지원 방안 도출 ㅇ 세부목표 - 국내외 중대형 이차전지 기술동향 및 산업동향 분석 - 이차전지 4대 핵심소재 동향 분석 - 중대형 이차전지 R&D 전략로드맵 수립 - R&D과제 및 정부지원 방안 도출

ㅇ 국내외 중대형 이차전지 기술·산업 동향 및 4대 핵심소재 동향 분석 - 시장자료 수집 및 통계자료 분석 - 소형 이차전지 트렌드 분석을 통한 중대형 이차전지 트렌드 전망 - 소재와 전지제조 업체의 상생 협력을 통한 이차전지 글로벌 경쟁력 확보 방안 수립 - 강점(S) 및 약점(W) 분석을 통한 국내 경쟁력 분석과 기회(O) 및 위협(T) 분석을 통한 국외 경쟁력을 분석을 토대로 국내 이차전지산업의 글로벌 경쟁력 확보 전략(SO 전략, ST 전략, WO 전략, WT 전략 등)을 도출하여 중대형 이차전지 R&D 전략로드맵 수립 ㅇ 중대형 이차전지 R&D 전략로드맵 수립 - 선진국 및 경쟁국의 이차전지 로드맵을 분석하여 국내 이차전지 산업의 패러다임 시프트 리드 - 중대형 이차전지 4大 문제(전지성눙 향상, 안전성, 저가화, 수명개선)와 이차전지산업 기반구축(투자, 인프라)에 대한 현재 상황을 산업계 설문조사 및 국가 전략로드맵 수립위원회를 통해 분석하고, 이를 토대로 향후 이차전지산업의 방향을 제시할 수 있는 통합된 국가 전략로드맵 작성 ㅇ R&D과제 및 정부지원 방안 도출 - 선진국의 정부지원 현황 및 정책 방향을 분석하여 향후 경쟁력 확보를 위한 R&D 과제 및 정부지원 정책 마련 - 수립된 중대형 이차전지 R&D 전략로드맵에 근거하여 국내 산·학·연 이차전지 전문가 대상 의견 수렴

ㅇ 일시적인 세계 이차전지 시장대응이 아닌, 장기적인 안목으로 기술과 산업의 트렌드 전망을 통해 중대형 이차전지 글로벌 경쟁력 확보 및 시장 선점 가능성 증대 효과가 기대됨 ㅇ 통합된 국가 전략로드맵 수립은 이차전지 제조, 소재, 응용 분야에 상호연계·연동 되어 적용됨에 따라 정부 R&D 지원이 과제에서 단절되지 않고 사업화 단계로의 효율적인 전환이 기대됨 ㅇ 이차전지 R&D 과제는 분야별 단기 성과위주로 지원되어 실적 연계가 미비하였지만, 로드맵을 적용한 통합된 R&D 지원은 전지 및 소재 등 분야별 실적 연계가 용이하여 한정된 투자금액 안에서 효율적인 R&D지원 및 수행이 가능할 것으로 기대됨 ㅇ 국가 전략로드맵을 통한 이차전지 산업의 글로벌 경쟁력을 확보할 수 있는 R&D 과제 및 정부지원 방안 도출이 가능함에 따라 급변하는 국제 정세(환경 규제, 기술 규제, FTA 등)에 신속한 선제적 대응이 기대됨

o 리튬기반 차세대 이차전지 성능고도화 및 제조기술개발 민간 투자금 관리 - 투자(수요) 기업 - 세부과제 업무협약 체결 - 연구수행 성과 관리 및 민간 투자금 관리 (수행과제 참여기관 투자금 사용 점검) o 리튬기반 차세대 이차전지 IP 확보·관리 및 연구수행 지원 - 전문가 구성 전문위원회 구성 및 개최 - 리튬기반 차세대 이차전지 산업동향 분석 (수행기관 자료 제공) - 리튬기반 차세대 이차전지 핵심특허 및 IP 창출 전략 분석 (수행기관 자료 제공) o 리튬기반 차세대 이차전지 성능고도화 및 제조기술개발 성과 관리 - 투자기업 초청 성과 보고회 (수행과제 참여기관별 목표달성도 및 성과지표 점검) - 수행과제 성과분석 (SCI급 논문/개발목표 달성도/특허 출원 등 성과 지표 관리) - 통합 워크숍 개최 (연구개발 방향성 수립)

□ 사업비 관리 o 투자(수요) 기업 - 참여과제 간 R&D 투자 및 운영에 관한 MOU 체결 - 리튬기반 차세대 전지 민간 투자금 출자 - 차세대 전지 관련 기술적 자문 및 투자 정책에 대한 자문 - R&D 수행을 통한 수요기술 성실이행 및 성과 창출에 대한 약속이행 o 개발 과제 연구수행 점검회의 - 참여과제의 정량적 목표 달성도 및 민간 투자금의 관리 및 사용 등을 점검 - 참여과제의 개발 방향성 및 결과물과 투자 기업 요구 기술과 일치도 점검 □ 연구수행 지원 o 차세대 전지 R&D 전문위원회 구성 - 리튬기반 차세대 이차전지 성능고도화 및 제조기술개발 사업 수행기관의 책임자 및 투자기업 실무자를 포함하는 차세대 전지 전문위원회 구성 - R&D 과제의 투자기업 요구 기술 반영한 연구개발 방향 및 성과 분석을 위한 전문위원회 개최 - 동 사업의 세부과제 성과점검과 관련된 기준을 확립 o 리튬기반 차세대 이차전지 동향 분석 - 조합 보유 및 추가 구입하는 자료를 활용한 시장 및 기술 동향 분석 보고서 발행 - 전문 리서치 기관과 업무협조 및 용역 계약을 통하여 시장 및 산업동향 분석 o 리튬기반 차세대 이차전지 핵심특허 및 IP 창출 전략 분석 - 국내외 경쟁기관 핵심 특허 및 논문의 정량적 분석 - 기 출원된 특허의 보강 및 신규 IP 창출 전략 분석, 활용 특허 pool 제시 - 최근 특허 동향 분석 및 자료 확보를 위한 전문 특허법인 업무협의 추진 □ 성과 관리 o 투자기업 초청 성과 보고회 - 투자기업 대상으로 본 사업의 성과물 및 개발된 기술 발표 - 투자기업의 요구 기술 확인 및 결과물 상용화 가능 수준 판단 o 과제 성과 분석 - 각 과제의 연구개발 결과물 전문시험인증기관 결과 검증 지원 - 성과 지표(SCI급 논문/특허 출원/등록특허 SMART 등) 평가 o 통합 워크숍 개최 - 협약 후 향후 개발 계획 및 방향성 수립을 위한 Kick-off 워크숍 개최 - 참여기관 의견 수렴하여 연구개발에 필요한 시장/기술 분야 초청 세미나 추진 o 참여과제 연구 집중도 제고를 위한 연구수행 지원 - R&D 결과물의 전문시험인증기관을 통한 결과 검증 및 IP 확보 절차 행정지원 - 각종 행정 지원 및 전담기관 업무 협의 수시 진행

[기대효과]대기업·중소기업 간 상생협력을 위한 대기업의 투자 지원금을 통한 R&D 수행 및 IP 창출[내용]- 차세대 이차전지의 성능고도화 기술 및 제조기술 개발 성공을 위해 정부와 대기업이 R&D 지원 투자를 하며, 중소기업과 학교, 연구소는 R&D 수행을 통해 IP를 창출. 수요기업인 대기업을 통해 IP 사업화를 추진함으로써 동반 가치 창출[기대효과]차세대 이차전지의 소재 및 제조기술 확보[내용]- 차세대 이차전지의 소재 개발 및 제조기술 확보를 통한 국산화 및 일본/중국 수입에 의존하는 소재의 수입대체 및 수출 추진- 차세대 이차전지 시장의 기술 선도를 통한 시장 선점

o 본 사업에서는 폐이차전지 재활용 공정의 친환경성과 경제성 제고를 위하여 기존 습식제련 공정을 오염물질 저감을 고려한 공정을 도출해내고 공정폐기물 재순환/재자원화 기술을 개발하여 2,000 톤/년급(Battery powder 처리기준) 통합플랜트를 구축하고 운영기술을 확보하는 것이 목표임 - 대상소재 (1) Battery Powder(BP) :소형(휴대용 전자기기),대형리튬이차전지(전기자동차(xEV) 에너지저장장치(ESS)등)의 전처리공정을 통해 제조된 양극재+음극재 분말 (2) 침출잔사 : Battery powder 황산침출 후 잔사(음극재가 대부분) (3) Fe/Al슬러지 : 습식공정 중 불순물 침전제거 시 발생하는 수산화물 슬러지 - 개발소재 (1) BP로부터 양극재 화합물로 재자원화한 제품 : Battery grade(99.95%) 이상의 황산코발트, 황산니켈, 탄산리튬 (2) 공정폐기물을 업사이클링한 제품 1) 침출잔사 이용 : 활성탄, 흡착제(수처리용), 전극(축전식 탈염) 2) Fe/Al 슬러지 이용 : 칼슘알루미네이트(시멘트용 급결제) 3) 부생 망초 이용 : 가성소다, 황산, 차세대 이차전지 (나트륨전지) 양극재(NaMnO2) - 실증화 공정 : 공정폐기물 저감 폐배터리 재활용 공정(BP 기준 2,000톤/년 규모)

[1단계_1차년도 개발내용]o 旣 폐배터리 상용 재활용 공정 내 발생 폐자원 발생량 및 물리적·화학적 특성파악o 旣 폐배터리 상용 재활용 공정의 저에너지/고효율 적용 기술검토o 旣 폐배터리 상용 재활용 공정의 친환경/폐기물 저감 기술 검토o 습식공정 발생 폐기물 감소 및 공정개선을 통한 환경부하 저감 요소 기술 개발o Battery powder로부터 리튬 선침출 및 침출잔사 재활용 기술개발o 부생 망초(Na2SO4) 활용 업사이클링 소재 제조 기초기술 개발o Battery powder 금속 환원 용융 bench scale 연구o Fe/Al 침출슬러지 업사이클링 소재화 기초 연구o 침출부하 감소를 위한 battery powder의 건식 황화배소 열역학 연구o 기존 건식공정 전과정평가(LCA)를 위한 공정 데이터 도출o BMED Pilot scale 스택 기초 조사 및 설계 o 부생망초 및 망초 폐수 내 불순물(Li 등) 제거 기술개발o 폐수 저감을 위한 바이폴라 전기투석(BMED) system 운전 조건 선정 o Battery powder 내 유용금속 친환경 침출을 위한 기초기술 개발o 바이오침출을 위한 미생물 선별 및 배양조건 검토o 전과정 온실가스 배출량 평가를 위한 LCA 방법론 구축 및 LCA 대상/시스템 경계 확정o 폐배터리 재활용 기술 적용에 따른 경제성 평가 구조 구축 및 방법론 확정[1단계_2차년도 개발내용]o 旣 폐배터리 상용 재활용 공정의 저에너지/고효율 적용 기술개발(Lab scale) 및 Pilot scale 설비 설계 및 제작o 旣 폐배터리 상용 재활용 공정의 친환경/폐기물 저감 기술개발(Lab scale) 및 Pilot scale 설비 설계 및 제작o 旣 폐배터리 재활용 단위공정별 데이터베이스 구축o 습식공정 발생 폐기물 감소 및 공정개선을 통한 환경부하 저감 요소 기술 확립o Battery powder로부터 리튬 선침출 및 침출잔사 재활용 핵심기술 개발o 부생 망초 업사이클링 공정 및 소재 자원화기술개발(자원화율 ≥ 50%)o 2차전지 Cell 금속환원 용융 요소기술 개발o Fe/Al 침출슬러지 업사이클링 소재화 요소기술 개발o 침출부하 감소를 위한 battery powder의 황화 배소 공정 기술 확립o 기존 건식공정 전과정평가(LCA)를 위한 건식공정 데이터 도출o BMED 기술 Pilot scale 스택 및 시스템 개발o 바이폴라 전기투석용 Membrane Stack 성능 평가o 부생망초 및 망초 폐수 내 불순물(Li 등) 제거 기술 안정화o QSAR 모델링을 통한 친환경 공침조건 확립 및 불순물 제거기술 개발o 바이오침출 효율성 제고 및 흡착 기술 연계 가능성 평가o LCA 평가 대상 및 시스템 경계 확정에 따른 기존 재활용 공정 LCA 시행 및 탄소배출 저감량 산출o 기존 재활용 단위 공정별 경제성 평가를 통한 분석 기준(baseline) 도출 및 수익/비용 수준 산출

o 개발기술 적용 통합플랜트의 경우 전 과정평가 기반의 온실가스 배출량 산정과 경제성 평가를 통해 기존 습식 및 건식공정 대비 친환경성과 경제성 향상 여부를 검증할 계획이며, 본 기술개발 결과를 토대로 `폐배터리 재활용 사업`에 대한 환경적·사회적 인식 전환 및 선진국 대응형 글로벌 시장 진출 경쟁력 강화가 가능할 것으로 확신함1) 연구개발성과의 활용방안 o 습식 제련공정 중 발생한 슬러지의 오염물 활용 이종 산업으로의 소재화 기술 확립 o 이차전지 건식 리사이클링의 스마트 디자인 기술 확립 o 배터리 생산과정에서의 재활용 원료 사용 비율 및 탄소 배출량 정보 기재 대응 o EU 배터리법 시행에 대응하여 재활용 원료 비율 기준 충족과 제품 기술 문서 기재대응 o 폐배터리 재활용 기업, 배터리 셀/모듈/팩 제조사, 완성차 제조사의 ESG 보고 의무 대응 o 국제 LCA 규제 대응을 위한 국내의 가이드라인 마련에 근거로 활용2) 연구개발성과의 기대효과 (1) 과학·기술적 측면 o 환경오염 물질 배출 저감을 통해 유가금속의 에너지 효율적인 회수 및 제로 에미션 공정실현 o 첨단소재 원료의 수입대체 및 자급 기반 구축과 국내 소재 부품 산업 등 전후방 산업의 동시 발전에 기여 o Bipolar membrane electro-dialysis 기술을 사용하여 망초 폐수 또는 부생망초로부터 탈염 및 산?염기 동시 회수를 통해 이온 탈염수와 황산?가성소다를 기존 공정에 재투입하여 폐수 배출량을 현저히 낮출 수 있고, 공정 비용 절감에 기여 o 폐이차전지로부터 친환경 침출?분리하는 기술은 기존의 유독성 화학물질을 대체할 수 있는 청정 공정으로 활용될 수 있으며, 도시광산 분야에서 경쟁력 있는 선도 기술 선점에 도움이 될 수 있음 (2) 경제·사회적 측면 o 전기자동차 시장의 확대에 따른 이차전지 및 이차전지소재사업의 확장으로 원료확보의 안정성이 무엇보다 중요해짐에 따라 전량 수입에 의존하고 있는 고순도 니켈, 코발트 등을 순환자원화함으로써 국내 관련 산업의 경쟁력 제고 o 본 연구과제에서 개발 및 실증된 폐이차전지 친환경 재활용 공정은 폐이차전지 재활용 분야의 글로벌 시장 경쟁력을 높이고, 우리나라 전기차 산업의 지속가능성을 확대하여 일자리 창출에 기여할 것임. (3) 사회적·환경적 측면 o 전 세계적으로 문제가 되고 있는 희유금속 자원의 무기화 및 공급 불안정성에서 탈피 가능하며, 기술 개발을 통해 관련 산업의 발전 및 고용 창출 효과 기대 o 자원의 매립 및 소각에 따른 환경오염 원인을 재자원화 공정을 통해 최소화하고, 재자원화 산업에 대한 사회 인식을 탈바꿈하는데 기여 o 폐자원으로부터의 희소금속 확보를 통해 자원 해외의존도 감소 실현 및 4차 산업혁명 첨단산업 금속 순환 생태계 조성 o 폐기물 속의 희유금속을 재자원화 할 경우 경제적 효과뿐만 아니라 물질순환을 통해 지속가능한 청정산업사회 모델 제시 o 공정 발생 오염물질을 최소화 할 수 있는 본 개발기술은 산업계의 환경오염 문제를 해결하는데 기여하여 ESG 경영의 원동력이 될 수 있음

o 리튬기반 차세대 이차전지 성능고도화 및 제조기술개발 민간 투자금 관리 - 투자(수요) 기업 -세부과제 업무협약 체결 - 연구수행 성과 관리 및 민간 투자금 관리 (수행과제 참여기관 투자금 사용 점검) o 리튬기반 차세대 이차전지 IP 확보·관리 및 연구수행 지원 - 전문가 구성 전문위원회 구성 및 개최 - 리튬기반 차세대 이차전지 산업동향 분석 (수행기관 자료 제공) - 리튬기반 차세대 이차전지 핵심특허 및 IP 창출 전략 분석 (수행기관 자료 제공) o 리튬기반 차세대 이차전지 성능고도화 및 제조기술개발 성과 관리 - 투자기업 초청 성과 보고회 (수행과제 참여기관별 목표달성도 및 성과지표 점검) - 수행과제 성과분석 (SCI급 논문/개발목표 달성도/특허 출원 등 성과 지표 관리) - 통합 워크숍 개최 (연구개발 방향성 수립)

□ 사업비 관리 o 개발 과제 연구수행 점검회의 - 참여과제의 정량적 목표 달성도 및 민간 투자금의 관리 및 사용 등을 점검 - 참여과제의 개발 방향성 및 결과물과 투자 기업 요구 기술과 일치도 점검 □ 연구수행 지원 o 차세대 전지 R&D 전문위원회 구성 - 리튬기반 차세대 이차전지 성능고도화 및 제조기술개발 사업 수행기관의 책임자 및 투자기업 실무자를 포함하는 차세대 전지 전문위원회 구성 - R&D 과제의 투자기업 요구 기술 반영한 연구개발 방향 및 성과 분석을 위한 전문위원회 개최 - 동 사업의 세부과제 성과점검과 관련된 기준을 확립 o 리튬기반 차세대 이차전지 동향 분석 - 조합 보유 및 추가 구입하는 자료를 활용한 시장 및 기술 동향 분석 보고서 발행 - 전문 리서치 기관과 업무협조 및 용역 계약을 통하여 시장 및 산업동향 분석 o 리튬기반 차세대 이차전지 핵심특허 및 IP 창출 전략 분석 - 국내외 경쟁기관 핵심 특허 및 논문의 정성적 분석 - 개발 특허 기술 상용화 검증 지원 (제품 구현, 문제점 분석) 및 포트폴리오 구축 지원 (특허기술 이전 전략 등) - 최근 특허 동향 분석 및 자료 확보를 위한 전문 특허법인 업무협의 추진 □ 성과 관리 o 투자기업 초청 성과 보고회 - 투자기업 대상으로 본 사업의 성과물 및 개발된 기술 발표 - 투자기업의 요구 기술 확인 및 결과물 상용화 가능 수준 판단 o 과제 성과 분석 - 각 과제의 연구개발 결과물 전문시험인증기관 결과 검증 지원 - 성과 지표(SCI급 논문/특허 출원/등록특허 SMART 등) 평가 o 국내 전시회 참가 - 산업기술 R&D 대전 등 국내 전시회 검토하여 참석 - 1단계 결과물 부스 전시 및 성과 홍보 판넬 전시 o 통합 워크숍 개최 - 2차년도 실적 및 3차년도 연구개발 계획을 발표하는 Kick-off 워크숍 개최 - 참여기관 의견 수렴하여 연구개발에 필요한 시장/기술 분야 초청 세미나 추진 o 참여과제 연구 집중도 제고를 위한 연구수행 지원 - R&D 결과물의 전문시험인증기관을 통한 결과 검증 및 IP 확보 절차 행정지원 - 각종 행정 지원 및 전담기관 업무 협의 수시 진행

[기대효과]대기업·중소기업 간 상생협력을 위한 대기업의 투자 지원금을 통한 R&D 수행 및 IP 창출[내용]- 차세대 이차전지의 성능고도화 기술 및 제조기술 개발 성공을 위해 정부와 대기업이 R&D 지원 투자를 하며, 중소기업과 학교, 연구소는 R&D 수행을 통해 IP를 창출. 수요기업인 대기업을 통해 IP 사업화를 추진함으로써 동반 가치 창출[기대효과]차세대 이차전지의 소재 및 제조기술 확보[내용]- 차세대 이차전지의 소재 개발 및 제조기술 확보를 통한 국산화 및 일본/중국 수입에 의존하는 소재의 수입대체 및 수출 추진- 차세대 이차전지 시장의 기술 선도를 통한 시장 선점

o 리튬기반 차세대 이차전지 성능고도화 및 제조기술개발 민간 투자금 관리 - 연구수행 성과 관리 및 민간 투자금 관리 (수행과제 참여기관 투자금 사용 점검) o 리튬기반 차세대 이차전지 IP 확보·관리 및 연구수행 지원 - 전문가 구성 전문위원회 구성 및 개최 - 리튬기반 차세대 이차전지 핵심특허 및 IP 창출 전략 분석 (수행기관 자료 제공) o 리튬기반 차세대 이차전지 성능고도화 및 제조기술개발 성과 관리 - 투자기업 초청 성과 보고회 (수행과제 참여기관별 목표달성도 및 성과지표 점검) - 수행과제 성과분석 (SCI급 논문/개발목표 달성도/특허 출원 등 성과 지표 관리) - 통합 워크숍 개최 (연구개발 방향성 수립)

o 개발 과제 연구수행 점검회의 - 참여과제의 정량적 목표 달성도 및 민간 투자금의 관리 및 사용 등을 점검 - 참여과제의 개발 방향성 및 결과물과 투자 기업 요구 기술과 일치도 점검 o 전문위원회 구성 및 운영 - 리튬기반 차세대 이차전지 성능고도화 및 제조기술개발 사업의 수요(투자) 대기업 2社 담당자 및 이차전지 PD, 학·연 외부 전문가를 포함하는 차세대 전지 전문가로 구성 - R&D 과제의 소재 및 제조·공정 기술의 방향성을 수립하고, 성과 분석을 위한 전문 위원회 연 1회 개최 - 통합 워크숍 이후 추진된 과제의 성과를 확인하고, 수요기업 의견의 피드백이 원활하게 될 수 있도록 중간 실적을 공유하고, 이후 추진 방안을 논의 o 리튬기반 차세대 이차전지 핵심특허 및 IP 창출 전략 분석 - 국내외 경쟁기관 핵심 특허 및 논문의 정량적/정성적 분석 - 기 출원된 특허의 보강 및 신규 IP 창출 전략 분석, 활용 특허 pool 제시 - 핵심 특허의 무력화 및 회피 등을 위한 대응 전략 수립 - 개발 특허 기술 상용화 검증 지원 (제품 구현, 문제점 분석) 및 포트폴리오 구축 지원 (특허기술 이전 전략 등) - 최근 특허 동향 분석 및 자료 확보를 위한 전문 특허법인 업무협의 추진 o 투자기업 초청 성과 보고회 - 5개 과제를 투자하는 수요 대기업 2社 담당자 및 5개 과제의 수요기관 과제책임자로 구성된 협의체의 요구에 따른 기술 개발 결과물을 확인하고 피드백 할 수 있도록 수요기업의 의견 수렴 - 투자기업 대상으로 본 사업의 성과물 및 개발된 기술 발표 - 투자기업의 요구 기술 확인 및 결과물 상용화 가능 수준 판단 o 과제 성과 분석 - 각 과제의 연구개발 결과물 전문시험인증기관 결과 검증 지원 - 성과 지표(SCI급 논문/특허 출원/등록특허 SMART 등) 평가 o 기술개발 결과물 성과 홍보 (전시회 참가) - 국내 전시회(산업기술 R&D 대전 등) 참가하여 부스 전시 홍보 - 국외 이차전지 관련 전시회 참가 검토 및 대외 홍보 추진 o 통합 워크숍 개최 - 동 사업 모든 과제가 참여하는 통합 워크숍을 개최하여 개발 과제별 실적발표 및 연구내용 공유 - 각 과제의 전년도 연구 성과 및 당해년도 연구 계획을 발표하고, 참여기관 간 일정 조율·공유 - 통합 워크숍을 매년 과제 협약 직후에 추진하여 과제의 연구 뱡향 및 내용에 수요기업의 의견을 반영

[기대효과]차세대 이차전지의 소재 및 제조기술 확보[내용]- 차세대 이차전지의 소재 개발 및 제조기술 확보를 통한 국산화 및 일본/중국 수입에 의존하는 소재의 수입대체 및 수출 추진- 차세대 이차전지 시장의 기술 선도를 통한 시장 선점[기대효과]산업경쟁력 제고와 고용 창출의 기틀을 마련함[내용]- 화석연료를 대체하여 모든 에너지의 공급원으로써 배터리가 활용될 것으로 전망되며, 에너지 특성과 더불어 안전성이 개선된 차세대 이차전지는 산업 경쟁력 제고에 기여- 4차 산업혁명 기술과 융합된 xEV 산업 발굴, 육성을 통한 새로운 일자리 창출에 기여 가능[기대효과]대기업·중소기업 간 상생협력을 위한 대기업의 투자 지원금을 통한 R&D 수행 및 IP 창출[내용]- 차세대 이차전지의 성능고도화 기술 및 제조기술 개발 성공을 위해 정부와 대기업이 R&D 지원 투자를 하며, 중소기업과 학교, 연구소는 R&D 수행을 통해 IP를 창출. 수요기업인 대기업을 통해 IP 사업화를 추진함으로써 동반 가치 창출

o 리튬기반 차세대 이차전지 성능고도화 및 제조기술개발 민간 투자금 관리 - 투자(수요) 기업 -세부과제 업무협약 체결 - 연구수행 성과 관리 및 민간 투자금 관리 (수행과제 참여기관 투자금 사용 점검) o 리튬기반 차세대 이차전지 IP 확보·관리 및 연구수행 지원 - 전문가 구성 전문위원회 구성 및 개최 - 리튬기반 차세대 이차전지 산업동향 분석 (수행기관 자료 제공) - 리튬기반 차세대 이차전지 핵심특허 및 IP 창출 전략 분석 (수행기관 자료 제공) o 리튬기반 차세대 이차전지 성능고도화 및 제조기술개발 성과 관리 - 투자기업 초청 성과 보고회 (수행과제 참여기관별 목표달성도 및 성과지표 점검) - 수행과제 성과분석 (SCI급 논문/개발목표 달성도/특허 출원 등 성과 지표 관리) - 통합 워크숍 개최 (연구개발 방향성 수립)

□ 사업비 관리 o 개발 과제 연구수행 점검회의 - 참여과제의 정량적 목표 달성도 및 민간 투자금의 관리 및 사용 등을 점검 - 참여과제의 개발 방향성 및 결과물과 투자 기업 요구 기술과 일치도 점검 □ 연구수행 지원 o 차세대 전지 R&D 전문위원회 구성 - 리튬기반 차세대 이차전지 성능고도화 및 제조기술개발 사업 수행기관의 책임자 및 투자기업 실무자를 포함하는 차세대 전지 전문위원회 구성 - R&D 과제의 투자기업 요구 기술 반영한 연구개발 방향 및 성과 분석을 위한 전문위원회 개최 - 동 사업의 세부과제 성과점검과 관련된 기준을 확립 o 리튬기반 차세대 이차전지 핵심특허 및 IP 창출 전략 분석 - 국내외 경쟁기관 핵심 특허 및 논문의 정성적 분석 - 핵심 특허의 무력화 및 회피 등을 위한 대응 전략 수립 - 최근 특허 동향 분석 및 자료 확보를 위한 전문 특허법인 업무협의 추진 □ 성과 관리 o 투자기업 초청 성과 보고회 - 투자기업 대상으로 본 사업의 성과물 및 개발된 기술 발표 - 투자기업의 요구 기술 확인 및 결과물 상용화 가능 수준 판단 o 과제 성과 분석 - 각 과제의 연구개발 결과물 전문시험인증기관 결과 검증 지원 - 성과 지표(SCI급 논문/특허 출원/등록특허 SMART 등) 평가 o 통합 워크숍 개최 - 1차년도 실적 및 2차년도 연구개발 계획을 발표하는 Kick-off 워크숍 개최 - 참여기관 의견 수렴하여 연구개발에 필요한 시장/기술 분야 초청 세미나 추진 o 참여과제 연구 집중도 제고를 위한 연구수행 지원 - R&D 결과물의 전문시험인증기관을 통한 결과 검증 및 IP 확보 절차 행정지원 - 각종 행정 지원 및 전담기관 업무 협의 수시 진행

[기대효과]대기업·중소기업 간 상생협력을 위한 대기업의 투자 지원금을 통한 R&D 수행 및 IP 창출[내용]- 차세대 이차전지의 성능고도화 기술 및 제조기술 개발 성공을 위해 정부와 대기업이 R&D 지원 투자를 하며, 중소기업과 학교, 연구소는 R&D 수행을 통해 IP를 창출. 수요기업인 대기업을 통해 IP 사업화를 추진함으로써 동반 가치 창출[기대효과]차세대 이차전지의 소재 및 제조기술 확보[내용]- 차세대 이차전지의 소재 개발 및 제조기술 확보를 통한 국산화 및 일본/중국 수입에 의존하는 소재의 수입대체 및 수출 추진- 차세대 이차전지 시장의 기술 선도를 통한 시장 선점

[1차년도 목표](1세부) 다조성계 미드니켈 이차입자 양극소재 구현 및 전구체 개발; 양극재 부피변화율: ≤ I3.0%I(2세부) 도전재용 탄소나노튜브 특성 도출 및 합성 공정 검토(3세부) 이차전지 폐수 처리용 막증류(MD) 기술 및 농축 폐수의 전환을 통한 자원화 기초기술 개발 [2차년도 목표](1세부) 선별된 다중금속 도입한 격자 변화 억제된 다성분계 미드니켈 양극 소재 구현 및 합성 공정 기술 개발; 양극재 부피변화율: ≤ I2.0%I(2세부) Lab Scale 도전재용 탄소나노튜브 및 분산액 제조 공정 개발(3세부)막증류(MD)system 및 용수회수/Na2SO4 농축 폐수의 자원화 시스템 scale-up 및 상용화 대응 엔지니어링 data 확보 [3차년도 목표](1세부) 다성분계 조성 미드 니켈 이차입자의 합성공정 최적화를 통한 안정적 양극소재 구현 및 상용화 실현성 검증; 양극재 부피변화율: ≤ I0.8%I(2세부) Bench Scale 도전재용 탄소나노튜브 및 분산액 제조 공정 개발(3세부) MD 기술기반 이차전지 폐수 처리 장치 기능 검증시험 및 상용 向 scale-up data 확보

[1차년도 개발내용](1세부) 저부피팽창 인자 규명 및 산소 전자구조 제어를 위한 다중금속 원소 선별, 전구체 합성법 확보(2세부) 국외기관과 공동으로 다양한 Fe-free 촉매들의 특성 조사로 탄소나노튜브 시험용 합성 조건 도출 및 도전재 특성 조사/평가 및 도전재 분산 공정의 요구 특성 조사(3세부) 이차전지 고농도 Na2SO4 폐수 처리용 MD membrane 및 system 설계 및 Lab. scale 기초기술 개발 [2차년도 개발내용](1세부) 저부피팽창향 다성분계 조성 선정 및 풀셀수준검증, 양산화 가능성 검토(2세부) Lab Scale의 탄소나노튜브 합성 조건 도출 및 설비 구축, 탄소나노튜브 및 분산액의 특성 평가 및 분산조건 최적화(3세부) 고농도 Na2SO4 폐수처리용 상용규모 membrane/stack system 및 관련 요소기술의 상용대응 설계 및 시험평가[3차년도 개발내용](1세부) 결정구조 제어와 표면처리 기술의 고도화를 통한 장수명/고용량/고출력성능 확보 및 양산화(2세부) Bench Scale의 탄소나노튜브 합성 조건 도출 및 설비 구축, 도전재용 탄소나노튜브 및 분산액 시제품 생산 및 평가, 전극 내 도전재 평가시스템 검토(3세부) 이차전지 Na2SO4 폐수처리를 통한 용수회수 및 자원화 system의 상용규모 대응 시험/검증평가 및 설계안 확보

[연구개발성과의 활용방안 및 기대효과]○ 초장수명 양극소재 원천기술 확보- 미드니켈계 양극소재에 다중금속을 도입하여 격자 산소와의 결합을 제어하는 기술은 이차전지의 성능과 수명을 획기적 개선- 충방전 시 부피 변화가 적어 장수명·고용량·고출력 배터리 기술 확보 가능○ 고전도성 도전재 함량 극최소화 전극기술 개발- 이차전지 도전재로서 기존의 카본계 대신 탄소나노튜브를 적용할 경우 도전재 사용량을 기존에 비해 1/3 이하의 소량으로도 요구하는 전도성을 구현- 동일 부피 내에서 도전재, 바인더 사용량을 줄이고 양극 활물질을 추가 투입할 수 있기에 체적 에너지밀도 향상 효과가 기대됨○ 양극재 공정 폐수의 수처리 및 용수, 자원 순환 기술의 상용화 - 기술 검증(Lab.) 및 실증 을 통해 도출되는 결과 활용, 이차전지 특구 內 이슈 대응 - 양극재 관련 설비 및 공정 운용의 용수 문제 대응 및 발생 폐수의 환경 이슈 저감[연구개발성과의 기술기여도]연구개발 기관 별 기술기여도 (단위 %, 1-5년차) 포스코퓨처엠 (50 %), 투디엠 (41 %), 리뉴어스 (32.9 %)

[최종목표]ㅇ 350Wh/kg급 고에너밀도 이차전지 구현을 위한 탄소저감형 고로딩?광폭 전극 슬러리 코팅 장비 시스템 개발[1차년도 목표]ㅇ R2R 공정 요소기술 및 양산화 기술 개발ㅇ 슬러리 온도 조절과 슬러리 유동경로 제어가 가능한 순환 펌핑 개발 ㅇ 로딩양 : >20mg/cm2[2차년도 목표]ㅇ R2R 공정 요소기술 및 양산화 기술 개발ㅇ 균일 두께 코팅이 가능한 코터 Head 시스템 개발 (800 mm 급 슬롯다이헤드 시작품)ㅇ 펌핑 시스템 성능평가 및 제어로직 최적화ㅇ 250Wh/kg 급 전지제작ㅇ 코팅속도 100m/min에 적합한 코팅액 공급 조건 및 코팅 모듈 공정 조건 분석ㅇ 로딩양 : >23mg/cm2[3차년도 목표]ㅇ R2R 고속-고로딩 광폭 전극 슬러리 코팅 장비 통합제어 개발ㅇ 실시간 제어 가능한 스마트 연동 지능형 제어시스템 개발ㅇ 균일 두께 코팅이 가능한 코터 Head 시스템 개발 (1,300 mm 급)ㅇ 300Wh/kg급 전지 제작ㅇ 로딩양 : >25mg/cm2[4차년도 목표]ㅇ R2R 고속-고로딩 광폭 전극 슬러리 코팅 장비 연속 제조 공정 기술 개발 및 제품화 기술 개발ㅇ 광폭과 고로딩 후막 코팅이 가능한 슬러리 공급시스템 개발ㅇ 균일 두께 코팅이 가능한 코터 Head 시스템 개발 (1,300 mm 급)ㅇ 지능형 코팅품질예측 및 고장진단 기술개발ㅇ 350Wh/kg급 전지 제작ㅇ 로딩양 : >30mg/cm2

[1차년도 개발내용][주관연구개발기관(넥스타테크놀로지)]o 광폭 전극 슬러리 코팅 R2R 공정 전체 설계 및 요소 기술 및 개발 - 광폭 전극 슬러리 코팅 시스템 관련 선진사 제품 및 기술 분석 - 전체 layout 설계 및 각 구성 unit 설계 진행 - Un-winder 기구 설계 및 제작 - In-Feeder 기구 설계 및 제작 [공동연구개발기관1(지아이텍)]o 이차전지 전극공정용 펌핑 시스템 개발환경의 구축 - 개발 대상 시스템 정의, 개발전략 수립 및 펌핑 장치 개발 - 시뮬레이션 환경구축 및 슬롯다이헤드 유동 시뮬레이션[공동연구개발기관2(그리너지)]o 광폭 전극 슬러리 코팅 R2R 공정 전체 설계 및 요소 기술 및 개발 - 설비 검증용 전극 제작 및 평가 - 설비 검증용 Pouch형 전지 설계 기술개발[공동연구개발기관3(구미전자정보기술원)]o 상용 양극활물질(NCM, NCA) 확보 및 분석o 코팅 조건 설정 최적화를 위한 전지 특성 평가[공동연구개발기관4(한국섬유기계융합연구원)]o 슬롯다이 코터의 코팅 불안정성 억제를 위한 롤투롤 설비의 주요 인자 분석o 1,300mm 코팅폭에 적합한 코팅 시스템의 롤 처짐량 최소화 구조 설계o 고로딩 코팅 시스템의 프레임 구조 안정성 검토[2차년도 개발내용][주관연구개발기관(넥스타테크놀로지)]o 광폭 전극 슬러리 코팅 기술 및 공정 요소 기술 개발 - 1,300mm 급 광폭 slot die coating 기술 및 coater 설계, 제작 - 정밀 slot die gap 조절 장치 제작 - Re-winder 기구 설계 및 제작 [공동연구개발기관1(지아이텍)]o 800 mm 급 시작품/시제품 스케일 펌핑-슬롯다이헤드 개발 - 시뮬레이션-시작품 아이디어 루프와 시작품-평가 검증루프를 통한 슬롯다이헤드 디자인 최적화 - 고로딩-고속 유동 조건을 모사한 시뮬레이션 환경에서 슬롯 다이헤드 디자인 최적화 - 펌핑 시스템 성능평가 및 제어로직 최적화[공동연구개발기관2(그리너지)]o 설비 검증용 전극 소재 검증 평가 - 개발 중인 설비 검증용 Slurry 제작기술 확보 - 설비 검증용 전지 제작 평가[공동연구개발기관3(구미전자정보기술원)]o 고효율 고로딩 구현을 위한 슬러리 믹싱 조건 최적화o 양극활물질 전극 밀도에 따른 용량 구현 특성 분석[공동연구개발기관4(한국섬유기계융합연구원)]o 진동 저감을 위한 롤투롤 설비의 가진원에 따른 공진해석o 주름 발생 억제를 위한 롤투롤 설비 최적화 설계o 코팅 건조에 적합한 필요 열량 분석 및 열풍 공급 시스템 설계 [3차년도 개발내용][주관연구개발기관(넥스타테크놀로지)]o R2R 고속 고로딩 광폭 전극 슬러리 코팅 장비 통합제어 개 발 및 생산라인 최적화 - 1,300mm급 test용 건조 시스템 제작 - Structure 및 Frame 기구 설계, 제작 - 밀도 및 두께 등 실시간 검사 장치 적용 - 통합 제어 시스템 개발[공동연구개발기관1(지아이텍)]o 1,300 mm 급 시작품/시제품 스케일 펌핑-슬롯다이헤드 개발 - 1,300 mm 급 슬롯다이헤드 시작품 제작 및 검증 - 시작품 장착 펌핑 계통도의 운전 data 기반 최적 운전 로직 개발[공동연구개발기관2(그리너지)]o 대면적 전지용 설비의 검증 기술 확보 - 광폭용 전극 Slurry 제작 기술 개발 - 광폭용 전극 평가[공동연구개발기관3(구미전자정보기술원)]o 조건별로 제조된 전극에 대한 임피던스 값 및 율속 특성 변화 분석o 양극활물질 분리방지를 위한 코팅 특성 향상 제어요소 도출[공동연구개발기관4(한국섬유기계융합연구원)]o 사행 발생 방지를 위한 롤투롤 설비 구조 최적화 개발o 전극소재 코팅공정부 롤투롤 설비의 진동분석을 통한 최적 운전조건 확립o CFD를 활용한 균일건조를 위한 건조챔버 내부 열풍노즐 설계[4차년도 개발내용][주관연구개발기관(넥스타테크놀로지)]o R2R 고속 고로딩 광폭 전극 슬러리 코팅 연속 제조 공정 기술 개발 및 제품화 기술 개발 - 폭 1,300mm, 30mg/cm²급 양극 roll sample 제작 - 실시간 스마트 연동 지능형 제어 시스템 개발 - 지능형 코팅 품질 예측 및 고장 진단 기술 개발[공동연구개발기관1(지아이텍)]o 고용량-고속 전극공정 용 슬러리 압출계통 시제품 개발 - 1,300 mm 슬롯다이헤드 시작품 검증 및 최종 시제품 제작 - 통합 장비 환경하에 펌핑 계통도 최적화[공동연구개발기관2(그리너지)]o 개발된 설비의 검증 평가 - 개발된 설비의 광폭 전전극의 검증 평가 - 설비 검증용 전지 평가 [공동연구개발기관3(구미전자정보기술원)]o 조건별로 제조된 전극에 대한 임피던스 값 및 율속 특성 변화 분석o 양극활물질 분리방지를 위한 코팅 특성 향상 제어요소 도출[공동연구개발기관4(한국섬유기계융합연구원)]o 슬롯다이 코팅 공정의 진동 영향성 평가o 롤투롤 시스템의 시운전을 통한 코팅 안정성 확보o 건조기 균일 온도 분포 및 유속 분포의 실험적 평가

[연구개발성과의 활용방안 및 기대효과][과학?기술적 측면]o 본 개발은 1300mm급 대폭의 고생산성의 이차전지 전극재 코팅 설비 개발 건으 로 급속히 성장하는 이차전지 수요에 대응 가능함o 고품질·고생산성의 코팅 핵심 기술 및 부품 응용분야 확대와 다양한 산업으로의 진출에 능동적 대처 가능o 이차전지 제조 산업의 지능형 기반 고도화와 첨단화의 기반 기술 확보[경제적?사회적 측면]o 세계 최고 수준의 이차전지 핵심 소재 원천기술지원 기반 확보를 통한 R2R 산업 경쟁력 강화 및 국산 부품 경쟁력 확보 및 성장 견인o 이차전지 전극 코팅 설비의 고도화 및 고생산성 설비의 기술개발 및 자립화를 통한 국가 경제 활성화에 기여o 고출력 고로딩 이차전지 전극재 코팅 설비 개발을 통한 시장규모 확대 및 일자리 창출[인프라 측면]o 이차전지 핵심소재 양산 경쟁 우위 확보를 위한 전방 업체들의 생산설비 대규모 투자에 따른 산업벨트 동반 성장에 기여o 지역 인프라 구축을 통한 중소·중견기업과 연구기관과의 선순환적 성장동력 확보 를 위한 기술 공동화와 수요기반 생산시스템 고도화 강화o 전후방 관련 기업과 기술개발 및 생산협력체계 구축

o 이차전지 부품소재의 고도분석 장비구축 - 다목적 고분해능 전자현미경 장비 구축 - TEM 시료 전처리 장비 구축

o 이차전지 소재 고도분석 장비 구축 - 다목적 고분해능 전자현미경 장비 구축 - 양음극 소재, 분리막, 전해질의 고정밀 분석 기반 구축o 이차전지 고장 및 열화거동 고도분석 기반 구축o 이차전지 및 소재의 고도분석을 위한 프로세스 구축o 이차전지 핵심 소재의 분석 데이터베이스 구축o 이차전지 고장, 열화 거동에 대한 데이터베이스 구축

o 리튬이온전지 부품소재의 국산화율을 70% 이상으로 개선하기 위한 기술적 지원o 부품소재 산업의 수출 산업화 지원o 리튬이온전지 기술의 혁신과 Post-LIB 기술 개발 주도

□(기반구축)- 이차전지 소재부품 시험평가센터 설계 및 건축- 50Ah급 중대형 이차전지 극판 제조 장비 구축□ (기술개발)- 기 구축 장비를 활용한 전기적 특성 시험 지원- 고에너지 밀도 전지개발을 위한 전극설계 기반기술 개발□ (기술지원) - 기 구축 장비를 활용한 전기적 특성 시험 지원- 전지설계 기술관련 교육프로그램 개발 및 현장 인력양성 교육진행□ (네트워크 및 홍보 활동)- 이차전지 기업 간 연계 협력, 중소-중견 기업 중심의 관계 형성으로 네트워크 구축

□(기반구축) - 이차전지 소재부품 시험평가센터 설계 및 건축 - 50Ah급 중대형 이차전지 극판 제조 장비 구축 - 중대형 이차전지 드라이룸 및 극판 제조 장비 사양 자문 - 이차전지 소재부품 시험평가 센터 설계 자문 - 파일롯 라인 Lay-out 설계 자문 지원□(기술지원) - 기 구축 장비를 활용한 전기적 특성 시험 지원□(네트워크 구축) - 전문가 초청 세미나 및 포럼 개최- 이차전지 연구회 및 중소-중견기업 협의체 회의 개최□(기술개발) - 소재부품 검증용 표준셀 설계 지원 - 공정별 제조기술 지원 - 배터리 제조 및 제조기술 문제점 해결방안 및 평가 법 자문 - 이차전지 소재(음극재, 분리막) 성능평가 기술 및 표준 개발□(시험평가지원) - 기 구축 장비를 활용한 이차전지 소재 부품 시험 평가 분석 지원 - 기 구축 장비를 활용한 이차전지 성능시험 평가 분석 지원□(제조기술개발) - 이차전지 소재 부품 시험평가기술 조사 보고서 작성 - 전극설계 조건에 따른 특성평가 및 성능에 대한 영향 평가 - 전기화학 심화분석을 통한 전극설계에 따른 전극특성의 상관관계 분석 - 전극제조라인 운영을 위한 전극설계 관련 기술자문 및 전극라인에서 제조된 전극평가 및 특성 분석□(인력양성) - 이차전지 설계기술 관련 현장 교육 프로그램 개발 - 소재업체 현장인력을 위한 기초교육 세미나 개최 운영 - 제조라인 활용 배터리 제조실습 교재 개발을 위한 자료조사 보고서 작성

(과학기술적 측면)상용 리튬이온전지보다 에너지밀도 및 안전성, 신뢰성이 획기적으로 개선된 고성능 이차전지 및 소재·부품·장비 제품개발을 통해 이차전지 글로벌 시장의 기술적 우위를 유지 -상용 300Wh/kg의 기술적 한계를 돌파하여, 안전신뢰 기반의 350Wh/kg 이상급 고성능 이차전지 제품을 출시하여, 전기자동차용 중대형 이차전지기술을 선도(경제적 산업적 측면)고성능 이차전지용 핵심소재·부품·장비기술 개발을 통해 전지 제조에 비해 경쟁력이 뒤지는 소재·부품·장비산업의 산업경쟁력을 제고할 수 있음 -고성능 이차전지 및 소재·부품·장비 제품화 기술 개발을 통해 2030년 이차전지 시장점유율 30% 이상을 달성하고, 동시에 소재부품 장비산업 또한 글로벌 경쟁력을 갖춘 TOP 5개 社 이상 진입이 기대됨(사회적 측면)산·학·연 모두가 과제에 참여하여 미래 지향적 관점의 기술개발을 통해 궁극적으로 중·소기업의 기술경쟁력을 향상 시킬 수 있는 기술개발 추진 -이차전지 관련 산·학·연 협력체계를 통한 지자체의 지역자원 클러스터를 구축하고, 전국-글로벌로 협력 범위를 확대할 수 있는 모델링 구축