Polyanion-Based High-Performance Electrode Materials for Lithium-Ion Batteries
연구 내용
다가음이온 구조의 전이금속 전극소재를 합성하고 도핑·할로겐 치환·탄소 및 고체전해질 코팅으로 이온 전달과 구조 안정성을 개선하는 리튬이차전지 전극소재 연구
리튬이차전지의 전극소재는 높은 에너지 밀도와 출력 특성뿐 아니라 반복 충방전 과정에서의 구조 안정성이 요구됩니다. 이 연구실은 LiFePO4, LiFeBO3, 다가음이온계 전극을 대상으로 전이금속 도핑, 산소 위치의 할로겐 치환, 탄소열 합성 및 표면 코팅을 적용합니다. 비정질 탄소와 고체전해질을 결합한 하이브리드 코팅층으로 전자와 리튬 이온의 이동 경로를 동시에 조절하며, 합성 조건과 충전 프로토콜을 연계해 고율 충방전 특성을 분석합니다. 소재 조성, 결정구조, 계면 반응, 전기화학 성능의 상관관계를 정립하는 점이 주요 차별성입니다.
관련 연구 성과
관련 논문
5편
관련 특허
7건
관련 프로젝트
2건
연구 흐름
초기 연구는 LiFePO4와 LiCoO2 등 올리빈 및 층상구조 양극의 합성과 탄소 코팅을 통해 전극의 전도성과 충방전 특성을 개선하는 데 집중되었습니다. 이후 Fe, Mn, Co, V 기반 다가음이온 소재로 연구 범위를 확장하고, 붕산염·인산염·황산염의 조성과 전이금속 치환 효과를 비교했습니다. 중기부터는 불소와 요오드 등 할로겐 치환, 나노구조 제어, 고체전해질-탄소 하이브리드 코팅을 적용했습니다. 최근에는 고전압 양극과 초고속 충전 전극의 계면 설계 및 충전 조건 최적화로 연구가 심화되었습니다.
활용 가능성
활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.
관련 논문
구분
제목
A hybrid Carbon–Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3 conductive coating for high current rate LiFePO4 cathode material
Preparation and characterization of fluorine-substituted LiFeBO3 with carbon coating to enhance electrochemical performance and stability as a cathode material for Li-ion batteries
Overcoming the ultra-high C-rate limitation of LiFeBO3 with careful optimization of carbothermal synthesis conditions
Control of Li-ion transport through a combination of conductive coating and charging protocol for a stable and extremely fast charging cathode
Critical roles of synthesis temperature and an effective solid electrolyte interphase in improving the electrochemical performance of carbon coated Fe3BO5 anode at high C-rates
관련 특허
구분
제목
리튬 이차전지용 양극 활물질 및 이의 제조방법, 이를 포함하는 양극 및 리튬 이차전지
초고속 충전이 가능한 이차전지 및 이의 고속 충전 방법
탄소가 코팅된 본세나이트를 포함하는 음극 활물질, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 음극
리튬 이차전지용 양극 활물질 및 이의 제조방법
하이브리드 코팅막을 포함하는 올리빈 양극 활물질 및 이의 제조방법
리튬 금속 피로인산염의 산소의 일부가 할로겐 원소로 치환된 전극 재료 및 이의 제조방법
할로겐 원소를 포함하는 전극 재료 및 이의 제조 방법
관련 프로젝트
구분
제목
다가음이온-할로겐 치환을 통한 차세대 이차전지 소재 개발 및 분광분석기반 메커니즘 규명 연구
분광학적 이론적 연구를 통한 대용량 리튬이차전지용 다가-음이온 기반 양극소재 개발