이차전지 리튬 금속, 성능·안정성 향상 방법 찾았다

[더테크=조명의 기자] UNIST는 에너지화학공학과 이현욱 교수가 리튬 금속 음극 소재 표면에 형성되는 고체전해질 계면(SEI) 층의 나노구조와 성능 향상 원리에 대해 규명했다고 18일 밝혔다. 이번 연구는 고려대 화공생명공학과 곽상규 교수, 미국 라이스대학교 하오티안 왕 교수팀과 공동으로 진행했다. 리튬 금속 음극 소재는 상용화된 흑연 음극 소재 보다 용량이 약 10배 이상 높아 차세대 전지 음극 소재로 활발히 연구되고 있다. 하지만 소재의 불안정성과 함께 전지 구동 과정 중 소재 표면에 형성되는 SEI층의 구조와 구동 원리에 대한 이해 부족 등으로 상용화에 어려움을 겪고 있다. 연구팀은 리튬 금속 및 고체전해질 계면층 분석을 위해 극저온 투과전자현미경 분석법과 범밀도함수 이론 계산을 활용했다. 극저온 투과전자현미경 분석법은 2017년 노벨화학상을 받은 연구주제를 활용한 것으로 소재를 약 –175℃의 극저온 상태로 냉각시켜 나노 단위의 고도분석을 하는 기술이다. 분석 결과 이중 고체전해질 계면층은 무기 성분 리튬 금속 음극 표면에 고르게 분포하고 있어 빠른 속도로 리튬 이온의 전도가 가능한 것으로 나타났다. 즉, 국부적으로 리튬이 집중되는 현상을 방지하고

• 조명의
• 2023-05-18 11:00