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내부 밀봉 구조를 갖는 일체형 복합전극셀 및 이를 포함하는 레독스 흐름전지
- 기술번호 : KST2014066759
- 담당센터 : 대전기술혁신센터
- 전화번호 : 042-610-2279
| 요약 | 본 발명에 따른 전해액 넘어감 현상을 억제하는 레독스 흐름전지의 내부 밀봉 구조를 구비한 일체형 복합전극셀은 바이폴라 플레이트와 매니폴드를 일체화 하고 일체화 부분에 있어서 밀봉이 가능한 구조를 형성하여 양극과 음극의 전해액이 넘어가는 현상을 억제하는 것을 특징으로 한다. |
|---|---|
| Int. CL | H01M 8/24 (2006.01) H01M 8/02 (2006.01) H01M 8/18 (2006.01) |
| CPC | H01M 8/188(2013.01) H01M 8/188(2013.01) H01M 8/188(2013.01) H01M 8/188(2013.01) H01M 8/188(2013.01) H01M 8/188(2013.01) H01M 8/188(2013.01) |
| 출원번호/일자 | 1020120100257 (2012.09.11) |
| 출원인 | 한국에너지기술연구원 |
| 등록번호/일자 | 10-1291752-0000 (2013.07.25) |
| 공개번호/일자 | |
| 공고번호/일자 | (20130731) 문서열기 |
| 국제출원번호/일자 | |
| 국제공개번호/일자 | |
| 우선권정보 | |
| 법적상태 | 등록 |
| 심사진행상태 | 수리 |
| 심판사항 | |
| 구분 | 신규 |
| 원출원번호/일자 | |
| 관련 출원번호 | |
| 심사청구여부/일자 | Y (2012.09.11) |
| 심사청구항수 | 4 |
출원인
| 번호 | 이름 | 국적 | 주소 |
|---|---|---|---|
| 1 | 한국에너지기술연구원 | 대한민국 | 대전광역시 유성구 |
발명자
| 번호 | 이름 | 국적 | 주소 |
|---|---|---|---|
| 1 | 진창수 | 대한민국 | 대전 유성구 |
| 2 | 전재덕 | 대한민국 | 대전 서구 |
| 3 | 심준목 | 대한민국 | 대전 유성구 |
| 4 | 신경희 | 대한민국 | 대전 서구 |
| 5 | 박세국 | 대한민국 | 대전 대덕구 |
| 6 | 이범석 | 대한민국 | 대전 유성구 |
| 7 | 전명석 | 대한민국 | 대전 유성구 |
| 8 | 정규남 | 대한민국 | 대전 유성구 |
| 9 | 연순화 | 대한민국 | 대전 서구 |
| 10 | 윤수근 | 대한민국 | 대전 유성구 |
대리인
| 번호 | 이름 | 국적 | 주소 |
|---|---|---|---|
| 1 | 특허법인(유한) 다래 | 대한민국 | 서울 강남구 테헤란로 ***, **층(역삼동, 한독타워) |
최종권리자
| 번호 | 이름 | 국적 | 주소 |
|---|---|---|---|
| 1 | 한국에너지기술연구원 | 대전광역시 유성구 |
| 번호 | 서류명 | 접수/발송일자 | 처리상태 | 접수/발송번호 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | [특허출원]특허출원서 [Patent Application] Patent Application |
2012.09.11 | 수리 (Accepted) | 1-1-2012-0731156-66 |
| 2 | [우선심사신청]심사청구(우선심사신청)서 [Request for Preferential Examination] Request for Examination (Request for Preferential Examination) |
2013.01.30 | 수리 (Accepted) | 1-1-2013-0091514-19 |
| 3 | [우선심사신청]선행기술조사의뢰서 [Request for Preferential Examination] Request for Prior Art Search |
2013.02.01 | 수리 (Accepted) | 9-1-9999-9999999-89 |
| 4 | [우선심사신청]선행기술조사보고서 [Request for Preferential Examination] Report of Prior Art Search |
2013.02.08 | 수리 (Accepted) | 9-1-2013-0010197-59 |
| 5 | 의견제출통지서 Notification of reason for refusal |
2013.04.19 | 발송처리완료 (Completion of Transmission) | 9-5-2013-0265304-55 |
| 6 | [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서 [Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation) |
2013.06.19 | 수리 (Accepted) | 1-1-2013-0543573-16 |
| 7 | [명세서등 보정]보정서 [Amendment to Description, etc.] Amendment |
2013.06.19 | 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) | 1-1-2013-0543574-62 |
| 8 | 등록결정서 Decision to grant |
2013.06.28 | 발송처리완료 (Completion of Transmission) | 9-5-2013-0450849-11 |
| 9 | 출원인정보변경(경정)신고서 Notification of change of applicant's information |
2014.01.07 | 수리 (Accepted) | 4-1-2014-5003356-15 |
| 10 | 출원인정보변경(경정)신고서 Notification of change of applicant's information |
2015.03.10 | 수리 (Accepted) | 4-1-2015-0013224-83 |
| 11 | 출원인정보변경(경정)신고서 Notification of change of applicant's information |
2017.01.19 | 수리 (Accepted) | 4-1-2017-5010650-13 |
| 12 | 출원인정보변경(경정)신고서 Notification of change of applicant's information |
2019.01.08 | 수리 (Accepted) | 4-1-2019-5004978-55 |
| 13 | 출원인정보변경(경정)신고서 Notification of change of applicant's information |
2019.08.21 | 수리 (Accepted) | 4-1-2019-5166801-48 |
| 14 | 출원인정보변경(경정)신고서 Notification of change of applicant's information |
2019.08.21 | 수리 (Accepted) | 4-1-2019-5166803-39 |
| 15 | 출원인정보변경(경정)신고서 Notification of change of applicant's information |
2020.09.01 | 수리 (Accepted) | 4-1-2020-5197654-62 |
| 번호 | 청구항 |
|---|---|
| 1 |
1 전해액 주입구 및 배출구를 갖는 한 쌍의 엔드플레이트,상기 엔드플레이트 각각의 내측에 위치하는 집전체,상기 집전체 각각의 내측에 위치하는 것으로서 상기 집전체와 대응되는 면에 바이폴라 플레이트가 안착되고 반대면에 전극이 삽입되는 엔드매니폴드, 및상기 엔드매니폴드 사이에 위치하는 것으로서 적어도 두 개의 분리막과 상기 분리막 사이에 형성되고 외측에 제1전극이 삽입되는 제1매니폴드, 외측에 제2전극이 삽입되는 제2매니폴드, 및 상기 제1매니폴드와 제2매니폴드 사이에 안착되는 바이폴라 플레이트를 포함하는 일체형 복합전극셀을 포함하며,상기 엔드플레이트는 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리스틸렌(PS) 및 염화비닐(PVC) 중 어느 하나를 사용하여 형성되고,상기 바이폴라 플레이트는 페놀 수지에 함침된 도전성 그라파이트 플레이트를 사용하여 형성되고,상기 전극은 폴리아크릴로나이트릴(polyacrylonitrile) 계열의 섬유 또는 레이온(Rayon) 계열의 섬유로 형성되고,상기 일체형 복합전극셀의 제1매니폴드와 제2매니폴드 중 적어도 1개의 매니폴드에 구비된 안착홈에 전해액의 누수를 차단하기 위한 누수방지부가 형성되는 것을 특징으로 하는 레독스 흐름전지 |
| 2 |
2 전해액 주입구 및 배출구를 갖는 한 쌍의 엔드플레이트,상기 엔드플레이트 각각의 내측에 위치하는 집전체,상기 집전체 각각의 내측에 위치하는 것으로서 상기 집전체와 대응되는 면에 바이폴라 플레이트가 안착되고 반대면에 전극이 삽입되는 엔드매니폴드, 및상기 엔드매니폴드 사이에 위치하는 것으로서 적어도 두 개의 분리막과 상기 분리막 사이에 형성되고 외측에 제1전극이 삽입되는 제1매니폴드, 외측에 제2전극이 삽입되는 제2매니폴드, 및 상기 제1매니폴드와 제2매니폴드 사이에 안착되는 바이폴라 플레이트를 포함하는 일체형 복합전극셀을 포함하며,상기 엔드플레이트는 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리스틸렌(PS) 및 염화비닐(PVC) 중 어느 하나를 사용하여 형성되고,상기 바이폴라 플레이트는 페놀 수지에 함침된 도전성 그라파이트 플레이트를 사용하여 형성되고,상기 전극은 폴리아크릴로나이트릴(polyacrylonitrile) 계열의 섬유 또는 레이온(Rayon) 계열의 섬유로 형성되고, 상기 일체형 복합전극셀의 바이폴라 플레이트의 안착홈 접촉면에 전해액의 누수를 차단하기 위한 누수방지부가 형성되는 것을 특징으로 하는 레독스 흐름전지 |
| 3 |
3 청구항 1 또는 2에 있어서,상기 일체형 복합전극셀의 누수방지부는 EPDM, 바이톤, 고무, 연질 PVC, 경질 PVC을 포함하는 그룹에서 선택되는 소재로 제조된 누수 방지 보형물이 삽입되는 것을 특징으로 하는 레독스 흐름전지 |
| 4 |
4 청구항 1 또는 2에 있어서,상기 일체형 복합전극셀의 누수방지부는 다각형 또는 원형인 것을 특징으로 하는 레독스 흐름전지 |
| 5 |
5 삭제 |
| 6 |
6 삭제 |
| 지정국 정보가 없습니다 |
|---|
| 순번 | 패밀리번호 | 국가코드 | 국가명 | 종류 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | KR101309262 | KR | 대한민국 | FAMILY |
| 2 | US20150221959 | US | 미국 | FAMILY |
| 3 | WO2014038764 | WO | 세계지적재산권기구(WIPO) | FAMILY |
DOCDB 패밀리 정보
| 순번 | 패밀리번호 | 국가코드 | 국가명 | 종류 |
|---|---|---|---|---|
| DOCDB 패밀리 정보가 없습니다 | ||||
| 국가 R&D 정보가 없습니다. |
|---|
| 공개전문 정보가 없습니다 |
|---|
- 본 등록정보는 참고용으로 법적증빙자료로 사용할 수 없습니다.
- 데이터 이관에 따른 소요기간(1일)으로 인하여 등록원부와 일부 차이가 발생할 수 있으며, 일부 정보(부기, 상세 주소 등)를 제공하지 않고 있습니다.
- 법적증빙자료로 활용하시거나 더 자세한 정보를 보시려면 등록원부를 발급받아 사용하시기 바랍니다.
| 특허 등록번호 | 10-1291752-0000 |
|---|
권리란
| 표시번호 | 사항 |
|---|---|
| 1 |
출원 연월일 : 20120911 출원 번호 : 1020120100257 공고 연월일 : 20130731 공고 번호 : 특허결정(심결)연월일 : 20130628 청구범위의 항수 : 4 유별 : H01M 8/18 발명의 명칭 : 내부 밀봉 구조를 갖는 일체형 복합전극셀 및 이를 포함하는 레독스 흐름전지 존속기간(예정)만료일 : |
특허권자란
| 순위번호 | 사항 |
|---|---|
| 1 |
(권리자) 한국에너지기술연구원 대전광역시 유성구... |
등록료란
| 제 1 - 3 년분 | 금 액 | 100,500 원 | 2013년 07월 26일 | 납입 |
| 제 4 년분 | 금 액 | 89,600 원 | 2016년 07월 12일 | 납입 |
| 제 5 년분 | 금 액 | 89,600 원 | 2017년 07월 04일 | 납입 |
| 제 6 년분 | 금 액 | 64,000 원 | 2018년 06월 04일 | 납입 |
| 제 7 년분 | 금 액 | 126,000 원 | 2019년 06월 03일 | 납입 |
| 제 8 년분 | 금 액 | 126,000 원 | 2020년 06월 09일 | 납입 |
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| 번호 | 서류명 | 접수/발송일자 | 처리상태 | 접수/발송번호 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | [특허출원]특허출원서 | 2012.09.11 | 수리 (Accepted) | 1-1-2012-0731156-66 |
| 2 | [우선심사신청]심사청구(우선심사신청)서 | 2013.01.30 | 수리 (Accepted) | 1-1-2013-0091514-19 |
| 3 | [우선심사신청]선행기술조사의뢰서 | 2013.02.01 | 수리 (Accepted) | 9-1-9999-9999999-89 |
| 4 | [우선심사신청]선행기술조사보고서 | 2013.02.08 | 수리 (Accepted) | 9-1-2013-0010197-59 |
| 5 | 의견제출통지서 | 2013.04.19 | 발송처리완료 (Completion of Transmission) | 9-5-2013-0265304-55 |
| 6 | [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서 | 2013.06.19 | 수리 (Accepted) | 1-1-2013-0543573-16 |
| 7 | [명세서등 보정]보정서 | 2013.06.19 | 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) | 1-1-2013-0543574-62 |
| 8 | 등록결정서 | 2013.06.28 | 발송처리완료 (Completion of Transmission) | 9-5-2013-0450849-11 |
| 9 | 출원인정보변경(경정)신고서 | 2014.01.07 | 수리 (Accepted) | 4-1-2014-5003356-15 |
| 10 | 출원인정보변경(경정)신고서 | 2015.03.10 | 수리 (Accepted) | 4-1-2015-0013224-83 |
| 11 | 출원인정보변경(경정)신고서 | 2017.01.19 | 수리 (Accepted) | 4-1-2017-5010650-13 |
| 12 | 출원인정보변경(경정)신고서 | 2019.01.08 | 수리 (Accepted) | 4-1-2019-5004978-55 |
| 13 | 출원인정보변경(경정)신고서 | 2019.08.21 | 수리 (Accepted) | 4-1-2019-5166801-48 |
| 14 | 출원인정보변경(경정)신고서 | 2019.08.21 | 수리 (Accepted) | 4-1-2019-5166803-39 |
| 15 | 출원인정보변경(경정)신고서 | 2020.09.01 | 수리 (Accepted) | 4-1-2020-5197654-62 |
| 기술번호 | KST2014066759 |
|---|---|
| 자료제공기관 | 미래기술마당 |
| 기술공급기관 | 한국에너지기술연구원 |
| 기술명 | 내부 밀봉 구조를 갖는 일체형 복합전극셀 및 이를 포함하는 레독스 흐름전지 |
| 기술개요 |
본 발명에 따른 전해액 넘어감 현상을 억제하는 레독스 흐름전지의 내부 밀봉 구조를 구비한 일체형 복합전극셀은 바이폴라 플레이트와 매니폴드를 일체화 하고 일체화 부분에 있어서 밀봉이 가능한 구조를 형성하여 양극과 음극의 전해액이 넘어가는 현상을 억제하는 것을 특징으로 한다. |
| 개발상태 | 실제 환경 최종테스트 |
| 기술의 우수성 |
1) 전력 에너지 저장은 미래 세계 시장을 선도할 중요 기술로, 향후 시장은 대형화 위주로 진행될 것으로 예상됨. 레독스 흐름전지는 MW급 저장 시스템을 단기간에 상용화할 수 있는 최적의 기술로, 고출력/고밀도의 혁신소재의 개발과 시스템의 저가화가 중요함
2) 레독스 흐름전지는 아직 개선의 여지가 많아 원천 기술의 확보가 가능하고, 국내의 우수한 공정 설계 기술과 접목하여 독자 기술을 확립할 수 있는 가능성이 높은 분야임 3) 국내에서 단기에 레독스 흐름전지 핵심기술을 개발할 경우 국내 시장은 물론 세계 시장의 점유가 가능하므로 자체 역량을 활용한 독자기술 개발이 필요한 상황이며, 이를 위해 해외의 레독스 흐름전지 기술개발 동향을 분석하는 것이 매우 시급하고도 중요한 과제임 |
| 응용분야 |
1) 대형 전력저장용 이차전지 필요성
- 전력저장 장치를 이용하여 일(주야), 계절 간 전력부하격차 해소를 통해 부하율 향상, 피크억제 및 전력부하 평준화 도모 - 분산전원 및 신재생에너지의 출력안정 및 전력품질 향상 지원 - 전력 수용가 비상전원공급 및 고품질 전력공급 지원 - 국가 전력계통의 주파수 안정 및 전력 수급제어 지원 2) 대형 전력저장용 이차전지 기술 현황 - 현재 전력저장용 축전지로 개발 보급되고 있는 것들은 NAS전지, 개량 연축전지, Redox Flow전지, Ni-Cd, Li-ion, Zn-Br 등이며 특히 일본의 NAS전지 개발이 매우 활발함 - 미국의 경우 부하관리용 연축전지, NAS전지 등을 부하평준화 및 전기품질향상을 목적으로 보급하고 있으며, 일본의 경우 NAS전지, Flow전지 등을 전력수용가 부하평준화, 비상전원 및 분산전원 출력안정을 목적으로 보급하고 있으며, 유럽도 부하관리 및 피크억제를 목적으로 축전시스템을 보급하고 있음 - 전력저장용 이차전지의 실용화를 위해서는 고성능 전지개발(고신뢰, 저비용, 교효율 등), 고효율 고신뢰 전력변환장치, 시스템 구성 최적화, 전력계통연계 부문의 기술 개발이 필수적임 - 풍력발전의 경우 유럽에서는 압축공기 적용방식, 연축전지나 Flow 전지 적용 방식, STATCOM(전자기기+에너지 저장장치) 적용방식 등을 대상으로 다양하게 검토하고 있음 - 국내의 경우 연축전지로서 90년대 초반 20KW급 전력저장전지시스템, 1MW급 전력저장시스템 기술개발이 있었고, 전기자동차용으로 리튬이차전지, NAS전지, Ni-MH 전지개발 연구 사례가 있으나 지속적인 시장 창출이 뒷받침 되지 않아 후속 연구가 미흡한 실정임 3) 대형 전력저장용 이차전지 기술 전망 - 전력저장용 이차전지는 향후 점차 대용량화, 저 비용화를 추구할 것이며 기술적으로 고출력밀도 및 Super pulse Power capability, Prompt response를 지향할 것으로 예상됨. 또한 유지 보수의 편의성과 친환경 및 고신뢰성을 추구하여 점차 Market을 확대해 나갈 것으로 판단됨 - 국내의 경우 현재의 단순한 UPS 중심에서 부하평준화 및 전력품질안정(순저보상기능) 기능을 동시 충족하는 이차전지 개발, 기술이 강화될 것으로 예상되는데 단순한 부하평준화 용도로는 경제성이 부족하므로 다기능 충족 시스템 보급이 활발해 질 것으로 예상됨 - 전력사용 특성상 순간 고출력제공이 가능한 슈퍼캐퍼시터와 전력저장용 이차전지를 조합한 Hybrid 형태의 전지개발 보급 활성화 예상됨 - 풍력, 태양전지 등 신재생 분산전원의 출력 안정을 목적으로 하는 이차전지개발 보급 활성화 예상됨. 특히 직류배전이나 마이크로 그리드에 적용될 이차전지가 필요함 |
| 시장규모 및 동향 |
1. 해외 시장동향 1) 레독스 플로우 전지(RFB)의 용량 및 적용기술 향후 10년간 뚜렷한 증가세 보임 - 에너지 저장시스템의 시장전망을 살펴보면, 다양한 ESS 전지 중 레독스 플로우 전지(RFB)의 시장성장세가 가장 뚜렷하고 다음으로 리튬이온전지가 유망한 기술로 지목됨 2) 전력저장장치(ESS) 시장 경쟁 심화 예상 - 전 세계적 전력 수요 증가에 따라 오는 2020년 기준 약 47조원 규모로 세계 시장 급팽창 예상. 저장용량도 2020년 2010만kW에 달할 것으로 전망 - 국내 관련 기업 2020년까지 시설투자 13조원, R&D 7조원 등 20조원에 달하는 매머드 투자 계획 2. 국내 시장동향 1) 지식경제부는 지난해 5월 '에너지저장 기술개발 및 산업화 전략'을 발표하고 2020년까지 연구개발에 2조원, 저장설비 구축에 4조4000억원 등 모두 6조4000억원 규모의 투자를 단행할 계획이며, 향후 세계시장의 30%를 점유한다는 게 목표임 2) 정부는 우선 8MW급 제주 조천변전소 리튬전지 설치를 시작으로 2015년 이후 345kV이상의 변전소에 수십MW 규모의 에너지저장설비를 확대 구축키로 했으며, 태양광, 풍력 등 재생에너지 발전소에 에너지저장장치를 설치하는 발전원 연계형사업과 그린홈 100만호 보급사업과 연계하는 수용가사업도 추진 - 2013년까지 대구지역 100가구에 10kWh급 리튬이온전지 시스템을 설치해 효과를 분석한 뒤 다른 지역으로 실증·보급을 확대해 나갈 예정이며, 아울러 중장기적으로는 기존 양수발전소를 대체할 수백MW 규모의 에너지저장시설을 건설한다는 계획임 3) 에너지저장장치의 경쟁력은 수명과 가격, 에너지밀도 등이 좌우함. 최소 10년 이상 평균 20년 이상의 장수명을 보증해야 하며 기존전력 대비 경쟁력 확보를 위해 시스템 비용이 가능한 낮아야 한다. 미국과 일본의 경우 kWh당 150달러가 가격 목표임 4) 레독스흐름전지는 전해액 내 이온들의 산화·환원 전위차를 이용해 전기에너지를 충·방전하는 원리로 작동함. 국내기업으로는 삼성전자(비수계 시스템), SK케미칼(새 레독스 커플), LS산전(시스템운용), 호남석유화학(멤브레인)등이 관심분야를 연구하고 있음. 대용량화가 쉽지만 역시 에너지효율이 낮음 5) 전력연구원이 10kWh/30kW급 전자석 흘라이휠을 이미 개발했고, 지난해 350kWh/ 350kW급 전자석 하이브리드 플라이휠을 개발해 이를 1MWh/100kWh급으로 모듈화 하고 있음. 이밖에 잉여 전력으로 공기를 동굴이나 지하에 압축 저장했다가 터빈을 돌리는 압축공기저장시스템(CAES)도 실증연구가 한창임 |
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