Advanced Energy Materials Laboratory
미래에너지융합학과
한동욱 교수
이차전지
양극 소재
리튬이온전지
한동욱 교수 연구실
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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
연구 영역 전체보기
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.
5개년 연도별 논문 게재 수
8총합
5개년 연도별 피인용 수
108총합
주요 논문
3
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1
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인용수 4
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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
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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
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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
7
과제 전체보기
1
주관|
2022년 3월-2024년 3월
|187,500,000원고비표면적/다공성 나노구조의 C-매트릭스 생산기술을 적용한 슈퍼커패시터용 고성능 탄소-전이금속 산화물 복합소재 개발
본 과제는 고비표면적/다공성 나노구조의 C-매트릭스를 이용해 슈퍼커패시터 성능을 높일 탄소-전이금속 산화물 복합소재를 개발하는 연구임.
연구목표는 C-매트릭스 원천기술 재현, 탄소-산화물 복합화 및 후처리·입자 표면처리, 원료·완제품 대량합성, 시제품 제작과 전기화학적 성능/신뢰성 평가까지 수행하는 데 있음. 핵심 연구내용은 Mn, Ni, Co 산화물과 탄소의 고비표면적 구조 최대 유지 제조, 2전극 셀 평가로 전기용량·에너지밀도·출력밀도·수명 정밀 규명, 개질 후 물성 고도분석 및 최종 슈퍼커패시터 성능 인증임. 기대효과는 PHEV·친환경 ESS·웨어러블 전지 등 신규 시장 창출, 대량화·원가절감, 고성능·신뢰성 EDLC/pseudocapacitor 기반 나노탄소 공정/특허 확보 및 수출 확대에 있음.
나노탄소
슈퍼커패시터
전도성
나노소재
탄소 매트릭스
2
주관|
2021년 5월-2024년 2월
|41,142,000원리튬이온이차전지용 망간(Mn)/타이타늄(Ti) 이원계 층상구조 양극산화물의 구조 안정화 및 비가역적 상전이 제어 기술 개발
◦ 1차년도
① 연구목표
⦁ Mn/Ti 이원계 층상구조 양극산화물에 대한 핵심 조성 설계 및 제조 공정 개발
② 연구내용 및 범위
⦁ 초기 알칼리 이온(A ≡ Li, Na) 함량에 따른 핵심 조성(Li1-xA2xMn1-xTixO2+x, 0≤x≤0.1) 설계
⦁ 목표 조성의 양극산화물 제조를 위한 고상(solid-state) 공정 최적화 및 주요 공정 변수 도출
⦁ 신규 (1-x)LiMnO2－xA2TiO3 (0≤x≤0.1) 복합화 기술 개발을 통한 Li1-xA2xMn1-xTixO2+x 제조
⦁ 제조된 양극산화물에 대한 조성(ICP-MS), 결정구조(XRD), 산화수(XPS) 분석 및 충방전 시험
◦ 2차년도 (2022/03/01 – 2023/02/28, 12개월)
① 연구목표
⦁ 양극산화물 표면 구조 제어용 기능성(고전도성/고안정성) 코팅 소재 및 균일 코팅 기술 개발
② 연구내용 및 범위
⦁ 1차년도 연구개발 양극산화물 입자 표면 개질을 위한 고전도성(ex. 탄소나노튜브) 및 고안정성(ex. Al2O3) 나노소재 제조 및 확보
⦁ 양극산화물 입자 표면에 기능성 나노소재를 균일하게 도포 가능한 기계적 건식/정전기적 습식(용매 내 형성되는 양극산화물과 코팅소재 간 zeta potential 차이를 활용) 코팅 기술 개발
⦁ 건식 및 습식 코팅 공정 변수 최적화를 통한 양극산화물 입자 표면/전해질 계면 안정화
⦁ 표면 코팅된 양극산화물에 대한 미세구조(SEM, STEM, HR-TEM, BET) 분석 및 충방전 시험
◦ 3차년도 (2023/03/01 – 2024/02/29, 12개월)
① 연구목표
⦁ 입자 표면 코팅된 최적 조성의 양극산화물에 대한 고온(50℃) 충방전 성능 및 신뢰성 평가
② 연구내용 및 범위
⦁ 2차년도 연구개발 양극산화물의 입자 내부/표면 물성 최적화 및 전지 성능 평가조건 확립
⦁ 최종 개발 양극산화물에 대한 상온(25℃) 및 고온(50℃) 환경에서의 충방전 거동 비교/분석
⦁ 최종 개발 양극산화물에 대한 고온 수명 및 열안정성 평가를 통한 고온 작동 신뢰성 확보
⦁ Ex-situ 분석 및 in-depth 전기화학 분석법을 통한 고온 수명 특성 향상 원리 규명
이원계 망간-타이타늄
층상구조 산화물
비가역적 상전이
알칼리 이온 함량 설계
기능성 소재 코팅
리튬이온이차전
3
주관|
2021년 5월-2024년 2월
|45,840,000원리튬이온이차전지용 망간(Mn)/타이타늄(Ti) 이원계 층상구조 양극산화물의 구조 안정화 및 비가역적 상전이 제어 기술 개발
⦁ 2차년도 연구개발 양극산화물의 입자 내부/표면 물성 최적화 및 전지 성능 평가조건 확립
⦁ 최종 개발 양극산화물에 대한 상온(25℃) 및 고온(50℃) 환경에서의 충방전 거동 비교/분석
⦁ 최종 개발 양극산화물에 대한 고온 수명 및 열안정성 평가를 통한 고온 작동 신뢰성 확보
⦁ Ex-situ 분석 및 in-depth 전기화학 분석법을 통한 고온 수명 특성 향상 원리 규명
이원계 망간-타이타늄
층상구조 산화물
비가역적 상전이
알칼리 이온 함량 설계
기능성 소재 코팅
리튬이온이차전
최신 특허
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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
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소재혁신
나트륨 이온전지용 고내열 분리막 및 고성능 전해액
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기업협력
원통형 전지 안정성 향상, 기업 맞춤형 Sealing Tape 개발
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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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