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EPD 기반 계면-지배형 리튬·아연 전지 의사축전 및 SEI/반응 억제 메커니즘 연구

Interfacial, pseudocapacitive charge storage and SEI suppression mechanisms in EPD-enabled Li/Zn batteries

연구 내용

교류 전기영동증착(EPD)으로 전극 미세구조와 계면 전기장을 제어하여 Li·Zn 전지에서 의사축전 기반 고율 저장, SEI 형성 억제, 반응 억제 원리를 규명하는 연구

교류 전기영동증착(AC-EPD)으로 Li-ion 전극에 pseudocapacitive 거동을 유도하고, 고유전성 산화물(BaTiO3) 전극을 통해 전해질-전극 계면의 국부 전기장 변동과 부반응을 억제하는 전략을 수행합니다. 또한 Zn1–xMgxO 및 Mn3O4 기반 전극에서 전하 운반자 고갈, 고체상 확산 지배 거동, 수계에서의 삽입-확산 제한을 실험적으로 분석합니다. 이를 바탕으로 계면 안정화와 수송-저장 상관성을 연결하는 전극 설계 원리를 도출합니다.

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연구 흐름

초기에는 EPD 조건과 전극 조성 변화가 Li-ion 전극의 pseudocapacitive charge storage 및 고율 성능에 미치는 영향을 전기화학 신호로 정량화했습니다. 이후에는 NiCo2O4 및 고유전성 산화물 전극을 확장하여, 활성화 부위의 동역학과 계면 반응 안정화의 역할을 구분하는 방향으로 연구를 수행했습니다. 2024년 이후에는 Zn계 시스템으로 확장하여 전하 운반자 고갈이 SEI 형성과 전환 반응을 동시에 억제하는 경로를 규명하고, 수계 전지에서 확산 지배 한계를 계면/박막 구조 관점에서 해석했습니다. 최근에는 수계 Mn3O4 기반 전극에서 빛-조절된 반응 속도와 저장 메커니즘을 연계하여 설계 지침을 마련하고 있습니다.

활용 가능성

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

  • 고율 리튬 저장 전극
  • 전해질-전극 계면 안정화 코팅
  • 리튬 메탈용 계면 보호층
  • 수계 아연 이온 전지 양극·음극
  • 의사축전 기반 전하 저장 설계
  • 전하 고갈 트랩 제어 기반 효율 향상
  • 확산 지배 거동의 성능 예측
  • 배터리 테스트 플랫폼용 모델 전극
  • 무첨가(무바인더·무전도제) 박막 전극 공정
  • 수송-저장 상관성 기반 소재 스크리닝

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구분

제목

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