고속 충전 전극 아키텍처와 전해질 안전성·열폭주 위험 평가 연구

Fast-charging electrode architecture and thermal safety assessment

연구 내용

이중층 흑연 음극 구조로 고속 충전 시 전극 활용도를 높이고, 전해액 난연 특성 및 열폭주 위험을 전기화학-열 연계로 평가하는 연구

전지 안전성과 출력 성능은 전극 구조와 전해질 특성의 동시 최적화에 의해 좌우됩니다. 본 연구는 고속 충전 시 시간대별 상태용량 분포에 따른 임피던스 거동 차이를 활용하여 이중층 하이브리드 그래파이트 음극의 전극 활용도를 향상시키는 접근을 수행합니다. 또한 가연 가스-free 난연 전해액의 소재 평가법을 개발하고, 전기화학-열 상관을 기반으로 자동차용 파우치 셀에서 열폭주 잠재 위험을 3차원 수치 시뮬레이션으로 추정합니다. 아울러 전지 셀 구조에서 이온 크로스오버를 억제하는 설계도 병행합니다.

관련 프로젝트

3건

연구 흐름

초기에는 고속 충전 리튬이온 전지에서 전극 코팅 방식이 전극 활용도에 미치는 영향을 분석하여, 단일층 혼합 대비 이중층 코팅 순서가 충전 중 활용을 극대화할 수 있음을 확인했습니다. 이후에는 난연 전해액의 설계 변수를 전해액 분해 가스 및 난연성 평가와 연결해 재현 가능한 시험·분석 체계를 구축했습니다. 최근에는 전기화학 반응과 열 확산을 연계한 시뮬레이션 프레임을 통해 파우치 셀에서 열폭주 위험을 평가하는 연구를 수행하고, 이를 전해액 안전성 데이터와 결합하려는 방향으로 확장하고 있습니다.

활용 가능성

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

고속 충전용 이중층 흑연 음극 설계
전극 활용도 기반 코팅 순서 최적화
파우치 셀 열폭주 위험 예측 모델
전기화학-열 연계 안전 진단 절차
가연 가스-free 난연 전해액 시험법
전해질 분해 가스 분석 기반 소재 선별
난연성 평가지표 표준화
전해액 조성-안전성 상관 도출
셀 구조 기반 크로스오버 억제 설계
전지 안전성 검증용 시뮬레이션 프레임