전고체 리튬-금속 배터리 계면 및 초박형 중간막 공학

Interfacial and ultrathin interlayer engineering for all-solid-state lithium-metal batteries

연구 내용

전고체 리튬-금속 전지에서 초박형 중간막의 이온수송·전기전도·기계적 거동을 조절해 계면 저항과 리튬 덴드라이트를 억제하고 장수명 충·방전을 달성하는 연구

전고체 전해질과 리튬 금속 음극 사이의 계면 반응과 전류 집중은 덴드라이트 형성 및 분극을 유발하는 핵심 요인입니다. 본 연구는 리튬 실리사이드 계열의 초박형 중간막을 설계하여 초기 리튬 핵생성, 장거리 수송, 그리고 증착·박리의 가역성을 동시에 제어합니다. 또한 중간막의 기공도와 전도성을 구배 구조로 조절해 전류 분포를 안정화하고 장기 사이클에서 계면 열화를 완화합니다. 이를 바탕으로 저온·저압 구동 조건에서 전지 수준의 고전력·고에너지 성능 한계를 분석하고 최적화 전략을 도출합니다.

관련 프로젝트

1건

연구 흐름

초기에는 리튬 금속과 고체 전해질의 계면에서 리튬 실리사이드 중간막이 수행하는 3D 구조적 역할과 초기 핵생성 메커니즘을 규명하며, 계면 장벽과 전류 흐름을 동시에 조절하는 접근을 확립했습니다. 이후에는 중간막을 전기적·구조적 관점에서 미세 조정하여 전도성과 다공성을 함께 제어하는 구배형 설계로 확장했습니다. 최근에는 실리콘 기반 음극을 포함한 전고체 시스템에서 고출력 밀도 달성을 가로막는 분극·실패 경로를 정리하고, 저스택 압력 조건에서도 성능을 유지하기 위한 전극·계면 최적화 방향을 제시하는 연구를 수행하고 있습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

전고체 전지 계면 안정화 소재
초박형 중간막 패터닝 공정
저온·저압 운전 전지 설계
리튬 금속 덴드라이트 억제 플랫폼
구배형 전극·중간층 엔지니어링
고속 충·방전용 계면 최적화
전지 열화 메커니즘 진단 체계
전극-전해질 결합 공정 변수 맵
고전력 전고체 셀 구조 설계
전고체 양산용 소재 레시피