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리튬-황 전지 양극의 나노구조/계면 제어

Nanoarchitectured Cathode Interfaces for Lithium–Sulfur Batteries

연구 내용

리튬-황 전지에서 황 이용률과 분극을 좌우하는 침전·반응 구간을 나노구조로 설계하여 고에너지밀도 성능과 안정성을 확보하는 연구

리튬-황 전지 양극에서 Li2S 석출 거동과 다황화물 반응 균일화를 핵심으로 두고 전극의 미세구조를 제어합니다. Li2S 석출을 조절하는 ‘lithiating cathode’ 접근을 기반으로 황 이용률을 높이고, 결정-비정질 영역이 공존하는 MoO3 도메인을 전극에 정교하게 통합하여 확산과 반응 동역학을 조절합니다. 또한 Janus 아키텍처를 적용해 리튬 이온 분극을 완화하여 고황 로딩 및 실운용 조건에서 성능을 안정화합니다.

관련 연구 성과

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연구 흐름

초기 연구는 Li2S 전착 과정의 제어를 통해 황 이용률을 개선하는 방향으로 진행되었습니다. 이후 전극 내부에서 결정성-비정질성이 함께 작동하도록 MoO3 도메인을 다중 스케일로 통합하며, 확산 및 반응 경로를 미세하게 조절하는 연구로 확장했습니다. 최근에는 Janus 전극 아키텍처로 Li-ion 분극을 완화하고 고에너지밀도 Li–S 전지에서 충·방전 반응의 균일성을 확보하는 흐름을 구축하고 있습니다. 전고체 Li–S 전지 연구 과제와 연계해 공정 및 성능 검증을 심화하고 있습니다.

활용 가능성

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

  • 전고체 Li–S 전지 전극 구조
  • 황 이용률 향상 양극 설계
  • 리튬 침전 억제 전극 계면
  • 고에너지밀도 전지 운용 최적화
  • 극성 완화 전극 아키텍처
  • 다공성/도메인 제어 전극 제조
  • 실용 셀 수준 성능 검증
  • 전해질 젖음 및 반응 균일화
  • 고황 로딩 Li–S 셀 플랫폼
  • 수명 열화 메커니즘 기반 설계

관련 프로젝트

구분

제목

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전고체 리튬-황 전지 연구를 위한 한-EU 협력연구 구축