용매화·상분리 제어 고분자/젤 전해질 기반 계면 안정성 연구

Interfacial Stability via Solvation and Phase-Separated Polymer/Gel Electrolytes

연구 내용

고체/젤 전해질에서 용매화 환경과 상분리 구조를 규명하고 전극 아키텍처를 결합하여 계면 반응을 억제하는 연구

고분자 전해질과 전극 계면에서 발생하는 비호환성 문제를 해결하기 위해, 전해질의 용매화 구조와 미세 상분리 거동을 분석합니다. DES-SPE 계열에서는 NMR 기반 구조 해석과 분자 동역학 시뮬레이션을 통해 DES 도메인의 보존 여부를 확인하고, 리튬 금속과의 직접 접촉을 차단하는 설계 논리를 수립합니다. 또한 다공성 전극을 도입해 전해질 침윤을 촉진하고 계면 접촉성을 균일화합니다. 겔 전해질에서는 개시자 프리(self-polymerizing) 전개를 통해 덴드라이트 성장과 계면 열화를 완화하는 방향으로 공정 조건을 최적화합니다. 이러한 접근을 고체 전해질 계면 조성 설계와 연결하여 장기 안정 운전을 목표로 합니다.

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연구 흐름

초기에는 실리콘 마이크로입자 음극에서 전해질 분해 및 계면 열화를 유발하는 요인을 규명하고, 추적 변환 물질을 통한 SEI 안정화 개념을 정립하는 연구를 수행했습니다. 이후 전해질의 용매화 및 상분리 구조를 관찰·해석하여, 리튬 금속과의 직접 반응을 억제하는 고체 고분자 전해질 설계로 확장했습니다. 최근에는 자가중합 gel electrolyte를 주위 조건에서 구현하고 전해질-전극 접촉 안정성을 확보하는 방향으로 심화되었습니다. 현재는 전해질 구조 해석과 전극 아키텍처 공학을 함께 적용하여 계면 안정성을 확보하는 흐름으로 전개하고 있습니다.

활용 가능성

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

고체/젤 전해질 소재 설계
용매화 구조 기반 전해질 스크리닝
계면 반응 억제용 interphase 조성
다공성 전극 침윤 공정
전고체 리튬금속 셀 안정성 향상
온도 범위 확장형 전해질 조성
고로딩 양극 적용 전략
전극-전해질 접촉성 균일화
전해질 상분리 제어 공정
전해질 열화 메커니즘 분석