제목

멀티스케일-멀티피직스 유한요소 모델링을 이용한 전고체 배터리의 내구성 평가

상세 설명

본 연구는 전고체 배터리의 내구성을 정밀하게 예측하기 위해 멀티스케일-멀티피직스 기반 유한요소 해석 프레임워크를 개발하고자 함. 충·방전 과정에서 발생하는 덴드라이트 생성 메커니즘과 반복적인 stripping/plating에 따른 기공 형성·진화를 phase-field 이론과 재료구성모델을 통해 전산모사하고, Li 메탈의 점탄소성 거동을 구현하여 실제 실험에서 관찰되는 전극 구조 변화를 해석함. 또한 X-ray CT 기반 전극 미세구조 모델링을 적용해 전극의 불균질성을 반영하고, 집전체-전극-전해질을 아우르는 단위 셀 수준 해석을 수행하여 다양한 물리현상과 전류 hot-spot, 파손 거동 등을 평가함. 이를 통해 배터리 성능과 수명을 예측하고 최적화 설계를 제시하며, 전산모사와 임피던스 분광법, GITT, HPPC 등 실험 검증을 결합해 해석 신뢰도를 확보함. 본 연구는 전고체 배터리의 성능 및 수명 향상, 에너지 저장장치(ESS) 및 항공·자동차·전자·군수 산업 응용 확산에 기여할 것으로 기대됨.

기관명

한국연구재단(NRF), 박사후연구원 펠로우십

예산

6천만 원

키워드

프로젝트 기간

2022년 12월 - 2022년 12월

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