고에너지밀도 (>1500 Wh/L) 및 장수명 (>400회), 고효율 (리튬 가역 효율 >99.9%) 리튬 손실 회복형 무음극 전지용 “EPIC” 소재 개발을 위한 한·미 공동연구 클러스터

고에너지밀도 (>1500 Wh/L) 및 장수명 (>400회), 고효율 (리튬 가역 효율 >99.9%) 리튬 손실 회복형 무음극 전지용 “EPIC” 소재 개발을 위한 한·미 공동연구 클러스터

【최종목표】 자기장 유도 하이퍼써미아를 통한 계면 진화 회복형 리튬 복합 전극 개발첫째, 리튬 친화성 나노입자 이식을 통한 덴드라이트/계면 퇴화 억제 기술 개발둘째, 자성 나노입자 이식을 통한 하이퍼써미아 계면 자가 치유 기술 개발셋째, 계면 퇴화 억제 및 치유 기능을 통합한 이중층 구조 리튬 전극 제조 기술 확보넷째, 차세대 대면적 리튬 금속 배터리 검증...

◎ 연구 개발 핵심 전략 - Hittorf 셀기반 양이온 운반율 및 리튬 이온 전도도 측정법 확립 - 전기화학적 성능 및 안정성 평가를 통한 전해질 조성 설계 원리 확립 - 가연성 가스 분율 제어 및 전기화학셀 추출 전해액 인화점 & SET 측정법 개발 - 가연 가스 분석 및 발화 기작 규명 기반 난연성 평가 프로토콜 개발 ◎ 연차별 연구개발 내용 (1차년도) 전해질의 전기화학 특성 및 난연성 정량 시스템 구축 - Hittorf cell 구축 및 t+ 측정 시스템 정립 - Sulfone계 전해질 기초 물성 제시 및 산화 안정성 평가 - 전해질 Fp 측정법 및 OLWC Method 기반 SET 측정법 구축 - 전지 내부 가스 포집 및 분석 시스템 (GC-FID/TCD/MS) 구축 (2차년도) 가연 가스-free 난연 전해액의 안전성 기작 규명 - 신규 난연 전해질 조성별 Li+ 이온 전도도 측정 및 최적 조성 도출 - 전해액 미시 용액구조와 리튬 이온 전도도 기작 규명 - 가연 가스 혼합 상태에서의 Fp 및 SET 측정법 확립 - SOC/가혹조건 별 전지 내부 가스 조성 분석 및 가스 형성 기작 규명 (3차년도) 전해질 전기화학 특성 및 난연성 평가를 통한 최적 조성 도출 - Li+ 이온 전도도 기반 난연 전해액/불연 고체전해질 시스템 최적화 - 난연 전해액/불연 고체전해질 시스템의 전기화학 특성 평가 및 성능 상관성 규명 - 완충음극/노화전해질 혼합상태 Fp 및 SET 측정 및 난연 특성 최종 평가 - In-situ 가연성 BVG 분석용 DEMS 구축 및 난연성 평가 프로토콜 개발 ◎ 연구개발 예상 결과물 ① Hittorf Cell 기반 Li+ 이온전도 및 미시구조 규명, 전해질 최적조성 도출 ② 인화점 및 SET 기반 전해질 난연성 평가 프로토콜 개발 ③ SOC/가혹조건별 BVG 가스 발생량/조성 분석 및 형성 기작 원리 규명