Advanced Energy Materials Laboratory
미래에너지융합학과
한동욱 교수
이차전지
양극 소재
리튬이온전지
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Advanced Energy Materials Laboratory
미래에너지융합학과 한동욱 교수
서울과학기술대학교 미래에너지융합학과 Advanced Energy Materials Laboratory(AEML)은 차세대 에너지 저장 시스템을 선도할 고성능·고안전성 이차전지 소재 연구를 중심으로 연구를 수행하고 있습니다. 본 연구실은 리튬이온이차전지, 소듐이온이차전지등 다양한 차세대 전지 시스템을 대상으로 양극 소재 연구를 수행하고 있습니다. 특히 층상구조, 스피넬, 올리빈, 나시콘(NASICON) 구조의 양극소재 중심으로 조성 제어, 구조 안정화, 표면 개질 및 코팅 기술을 통해 전지의 고용량·장수명·고안전성 특성을 구현하고 있습니다. AEML은 산학연 협력과 국책과제 수행을 통해 축적된 경험과 기술력을 바탕으로, 차세대 이차전지 산업의 국산화, 사업화, 그리고 글로벌 경쟁력 강화에 기여할 수 있는 연구 성과 창출을 목표로 하고 있습니다.
이차전지양극 소재리튬이온전지소듐이온전지차세대 전지
대표 연구 분야
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알칼리 금속 이온 전지용 산화물 양극 결함·상전이 제어 연구
Defect and phase-transition control in oxide cathodes for alkali-metal ion batteries
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알칼리 금속 이온 전지용 산화물 양극 결함·상전이 제어 연구
Defect and phase-transition control in oxide cathodes for alkali-metal ion batteries
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Prussian Blue의 carboxylate 전도성 표면과 계면 안정화 연구
Interface stabilization of Prussian Blue with carboxylate-derived conductive surfaces
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수계 Na-ion 및 고출력 전극을 위한 MOF·아모퍼스 합금·나노구조 산화물 소재 연구
Electrode materials for aqueous Na-ion and high-rate storage using MOFs, amorphous alloys, and nanos
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연구 성과 추이
표시된 성과는 수집된 데이터 기준으로 산출되며, 일부 차이가 있을 수 있습니다.
주요 논문
3
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1
Article
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인용수 4
·
2025Lithium manganese iron phosphate (LiMn1-yFeyPO4) rechargeable batteries: bridging material innovation with practical cell design
Heechul Jung, Chungsun Oh, Soyeon Park, Sieun An, Jaehoon Bang, J.‐H. YOUN, Jonghun Lee, Jun‐Ho Park, Dongwook Han
Energy Materials
현대의 리튬이온 이차전지(LIBs)에서 고에너지 저장, 빠른 출력 전달, 우수한 안전성이 요구가 증가함에 따라, 유망한 양극 소재로 리튬 망간 철 인산염(lithium manganese iron phosphates, LiMn1-yFeyPO4, LMFP)에 대한 광범위한 연구가 진행되어 왔다. LMFP의 올리빈(olivine) 구조에서 강한 P-O 공유결합은 기존의 층상형 LiNi1-y-zCoyMnzO2 (NCM)과 비교하여 탁월한 열적 및 구조적 안정성을 보장한다. 또한 LMFP와 결정구조가 유사한 LiFePO4(LFP)의 상대적으로 낮은 에너지 밀도는, 강한 환원 성향을 갖는 Mn 레독스 반응의 도입을 통해 유의하게 향상되었다. 이러한 폭넓은 인식은 LMFP의 물리화학적 특성이 그 화학 조성, 입자 형태, 합성 과정, 그리고 사이클링 조건과 밀접하게 연관되어 있음을 이해하는 데 기여해 왔다. LMFP의 구조적 건전성을 향상시키고 전기화학적 우수성을 입증하는 데 있어 주목할 만한 진전이 있었음에도 불구하고, 대부분의 학술 연구는 LMFP/리튬 금속 반쪽전지(half-cell) 시스템에 집중되어 있다. 그러나 LIB의 실제 응용을 위해서는 흑연 및 Li4Ti5O12 (LTO)와 같은 비(非)리튬 음극 소재를 포함하는 보다 복잡한 시스템 구성이 필요하다. 본 종합 고찰은 표준 및 고온 조건 모두에서 LMFP/흑연과 LMFP/LTO 전지의 전(全)전지(full cell)에서 나타나는 핵심 전기화학적 현상을 탐구한다. 아울러 에너지 밀도, 열적 안정성, 그리고 비용 효율성의 균형 잡힌 조합을 달성하기 위한 최적 전지 설계 전략과 실용 기술에 대한 통찰을 제공한다. 이러한 발전은 LMFP 기반 충전식 배터리를 차세대 에너지 저장 시스템을 위한 유망한 해결책으로 자리매김하게 한다.
https://doi.org/10.20517/energymater.2025.29
Manganese
Lithium iron phosphate
Bridging (networking)
Materials science
Phosphate
Lithium (medication)
Chemistry
Nanotechnology
Metallurgy
Physical chemistry
2
Article
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인용수 1
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2024Li-vacant topotactic subsurface Pathways: A Key to stable Li-ion storage and migration in LiNi0.5Mn1.5O4 Cathodes
Taekyun Jeong, Sungkyoung Kang, Seonguk Lim, Sieun An, Chungsun Oh, Junho Park, Dongwook Han
IF 13.2 (2024)
Chemical Engineering Journal
https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.156590
Cathode
Key (lock)
Ion
Chemistry
Chemical engineering
Nanotechnology
Materials science
Computer science
Engineering
Computer security
3
Article
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인용수 5
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2022Carboxylate-derived conductive, sodium-ion storable surface of Prussian Blue with a stable cathode-electrolyte interface
Seonguk Lim, Dongkyu Choi, Taekyun Jeong, Dongwook Han
Journal of Alloys and Compounds
https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2022.168502
Prussian blue
Carboxylate
Chemistry
Electrolyte
Inorganic chemistry
Ion
Cathode
Electrochemistry
Electrode
Physical chemistry
최신 정부 과제
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과제 전체보기
1
주관|
2019년 5월-2022년 2월
|50,000,000원고성능/고니켈(≥80%) 층상구조 양극산화물 결정구조 및 입자기공 제어용 열반응성 금속-유기 구조체 개발
◦ 1차년도 (2019/06/01 – 2020/02/29, 9개월)
① 연구목표
⦁ 고니켈 층상구조 양극산화물 및 열반응성 금속-유기 구조체 핵심 조성 설계/제조 공정 개발
② 연구내용 및 범위
⦁ 열반응성 금속-유기 구조체 후보 소재군 도출/핵심 조성 설계
⦁ 고니켈 층상구조 양극산화물 및 열반응성 금속-유기 구조체 제조 공정 최적화
⦁ 제조된 고니켈 층상구조 양극산화물과 금속-유기 구조체에 대한 조성(ICP), X-ray 회절(XRD) 및 열중량(TGA) 분석
◦ 2차년도 (2020/03/01 – 2021/02/28, 12개월)
① 연구목표
⦁ 열반응성 금속-유기 구조체 표면 코팅 및 복합화 기술 개발을 통한 고니켈 층상구조 양극산화물 결정구조/입자기공 제어
② 연구내용 및 범위
⦁ 고니켈 층상구조 양극산화물 입자표면에 열반응성 금속-유기 구조체(1차년도 개발)를 균일하게 도포하기 위한 기계적 코팅 기술 개발/최적화 (충방전 시험 병행)
⦁ 고니켈 층상구조 양극산화물/금속-유기 구조체 복합화 기술 개발/최적화 (충방전 시험 병행)
⦁ 코팅 및 복합화 공정 변수에 따른 고니켈 층상구조 양극산화물 결정구조/입자기공 제어
⦁ 미세구조 분석(SEM, STEM, HR-TEM, BET)에 기반을 둔 충방전 성능 향상 원리 규명
◦ 3차년도 (2021/03/01 – 2022/02/28, 12개월)
① 연구목표
⦁ 고성능/고니켈 층상구조 양극산화물 적용된 리튬이온이차전지 Full cell 제작/신뢰성 평가
② 연구내용 및 범위
⦁ 열반응성 금속-유기 구조체 표면코팅 또는 복합화 기술 적용된 고니켈 층상구조 양극산화물(2차년도 개발) 재현성 확인 및 Hall cell 충방전 성능 극대화
⦁ 최종 개발 양극산화물 소재에 대한 열분해반응 및 열적안전성 평가를 통한 신뢰성 확보
⦁ 최종 개발 고성능/고니켈 층상구조 양극산화물 적용 Full cell 설계/제작 (Graphite 음극 조합)
⦁ Full cell에 대한 상온 수명 성능평가 (초기 방전용량 대비 용량유지율 달성 목표: ≥80%@300회, 1C-rate)
⦁ Ex-situ 분석 및 in-depth 전기화학 분석법에 기반을 둔 Full cell 수명 성능 향상 원리 규명
고니켈 층상구조 산화물
금속-유기 구조체
열반응성
갈바닉 교환반응
고분해능 투과전자현미경
리튬이온이차전지
2
주관|
2019년 5월-2022년 2월
|50,000,000원고성능/고니켈(≥80%) 층상구조 양극산화물 결정구조 및 입자기공 제어용 열반응성 금속-유기 구조체 개발
◦ 1차년도 (2019/06/01 – 2020/02/29, 9개월)
① 연구목표
⦁ 고니켈 층상구조 양극산화물 및 열반응성 금속-유기 구조체 핵심 조성 설계/제조 공정 개발
② 연구내용 및 범위
⦁ 열반응성 금속-유기 구조체 후보 소재군 도출/핵심 조성 설계
⦁ 고니켈 층상구조 양극산화물 및 열반응성 금속-유기 구조체 제조 공정 최적화
⦁ 제조된 고니켈 층상구조 양극산화물과 금속-유기 구조체에 대한 조성(ICP), X-ray 회절(XRD) 및 열중량(TGA) 분석
◦ 2차년도 (2020/03/01 – 2021/02/28, 12개월)
① 연구목표
⦁ 열반응성 금속-유기 구조체 표면 코팅 및 복합화 기술 개발을 통한 고니켈 층상구조 양극산화물 결정구조/입자기공 제어
② 연구내용 및 범위
⦁ 고니켈 층상구조 양극산화물 입자표면에 열반응성 금속-유기 구조체(1차년도 개발)를 균일하게 도포하기 위한 기계적 코팅 기술 개발/최적화 (충방전 시험 병행)
⦁ 고니켈 층상구조 양극산화물/금속-유기 구조체 복합화 기술 개발/최적화 (충방전 시험 병행)
⦁ 코팅 및 복합화 공정 변수에 따른 고니켈 층상구조 양극산화물 결정구조/입자기공 제어
⦁ 미세구조 분석(SEM, STEM, HR-TEM, BET)에 기반을 둔 충방전 성능 향상 원리 규명
◦ 3차년도 (2021/03/01 – 2022/02/28, 12개월)
① 연구목표
⦁ 고성능/고니켈 층상구조 양극산화물 적용된 리튬이온이차전지 Full cell 제작/신뢰성 평가
② 연구내용 및 범위
⦁ 열반응성 금속-유기 구조체 표면코팅 또는 복합화 기술 적용된 고니켈 층상구조 양극산화물(2차년도 개발) 재현성 확인 및 Hall cell 충방전 성능 극대화
⦁ 최종 개발 양극산화물 소재에 대한 열분해반응 및 열적안전성 평가를 통한 신뢰성 확보
⦁ 최종 개발 고성능/고니켈 층상구조 양극산화물 적용 Full cell 설계/제작 (Graphite 음극 조합)
⦁ Full cell에 대한 상온 수명 성능평가 (초기 방전용량 대비 용량유지율 달성 목표: ≥80%@300회, 1C-rate)
⦁ Ex-situ 분석 및 in-depth 전기화학 분석법에 기반을 둔 Full cell 수명 성능 향상 원리 규명
고니켈 층상구조 산화물
금속-유기 구조체
열반응성
갈바닉 교환반응
고분해능 투과전자현미경
리튬이온이차전지
3
주관|
2017년 8월-2019년 8월
|15,000,000원비탄소계 표면구조의 고출력 Li4Ti5O12 (LTO) 음극소재
◎1차년도
- 비탄소계 표면개질 후보소재 도출
- 할로겐 원소(F, Cl)를 이용한 LTO 음극소재 표면개질 기술 개발
- 고온 결정화 열처리 조건 최적화 및 할로겐 원소 함량 제어
- 할로겐 원소 표면 개질된 LTO 음극소재에 대한 전기화학적 충·방전 성능평가
◎2차년도
- 1차년도 개발 할로겐 원소 표면 개질된 LTO 음극소재 성능향상 요인 in-depth 분석
- LTO 음극소재 출력 특성 및 결정구조 안정화를 위한 전이금속 이중 도핑 기술 개발
- 전이금속 함량 및 할로겐 원소와의 함량 비 제어/최적화
- 할로겐/전이금속 이중 도핑된 LTO 음극소재에 대한 전기화학적 충·방전 성능평가
◎3차년도
- 2차년도 개발 할로겐/전이금속 이중 도핑된 LTO 음극소재 성능향상 주요 요인 해석
- 비탄소계 표면 개질된 개발 LTO 입자 내 할로겐 및 이종원소 분포 제어기술 개발
- 고도분석을 통한 LTO 음극소재 입자 내 할로겐 원소 및 이종원소 분포 관찰
- 할로겐/전이금속 분포 제어된 LTO 음극소재에 대한 전기화학적 충·방전 성능평가
리튬티타늄옥사이드
비탄소계
표면개질
음극소재
리튬이온이차전지
최신 특허
특허 전체보기
전체 특허
양극 활물질 및 이를 포함하는 전극
상태
등록출원연도
2021출원번호
1020210004391양극 활물질, 이를 포함하는 양극 및 리튬 이차 전지, 및 상기 양극 활물질의 제조방법
상태
등록출원연도
2015출원번호
1020150118875활물질, 그 제조방법, 이를 포함하는 전극 및 이를 포함한 이차 전지
상태
등록출원연도
2014출원번호
1020140098632연구실 하이라이트
연구실의 정보를 AI가 요약해서 키워드 중심으로 정리해두었어요
핵심소재
차세대 고니켈(High-Ni) 양극재 안정화 기술
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세계적성과
Nature Communications 게재, 실리콘 음극 열화 메커니즘 규명
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지속가능기술
폐배터리 자원순환: 고성능 양극재 재활용 기술
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차세대전지
리튬메탈 배터리 상용화 핵심, 고안전성 전해질 시스템
AI 요약 확인하기
소재혁신
나트륨 이온전지용 고내열 분리막 및 고성능 전해액
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기업협력
원통형 전지 안정성 향상, 기업 맞춤형 Sealing Tape 개발
AI 요약 확인하기
맞춤형 인사이트 리포트
연구실의 전체 데이터를 활용한 맞춤형 인사이트 리포트
연구 트렌드부터 공동 연구 방향성 기획까지
연구실과 같이 할 수 있는게 무엇인지,
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