젤 고분자 전해질 및 유연 전극을 통한 차세대 이차전지용 전극-전해질 계면 연구

Electrode–Electrolyte Interface Engineering Using Gel Polymer Electrolytes and Flexible Electrodes for Next-Generation Batteries

연구 내용

PVDF-HFP 기반 젤 고분자 전해질과 3D 프린팅 유연 전극을 설계하여 이차전지의 안정적인 이온 수송과 계면 성능을 확보하는 연구

이차전지의 성능과 안전성을 동시에 확보하기 위해 전해질의 이온 전달 특성과 전극의 구조적 유연성을 계면 관점에서 제어하는 연구를 수행합니다. PVDF-HFP 기반 젤 고분자를 전해질로 구성하여 충전·방전 과정에서의 안정성을 높이고, 전극 재료와의 접촉 특성을 고려해 이온 이동 경로를 설계합니다. 또한 3D 프린팅으로 다공성 구조를 형성하고, 신축 변형에 견딜 수 있는 실리콘 기반 전극 지지체를 구성하여 반복 변형 환경에서도 전기화학적 성능을 유지하도록 합니다. 더불어 리튬 기반 나노 하이브리드 전극을 메조다공 구조로 설계하여 전해액 침투와 반응면적 확보에 중점을 둡니다.

관련 프로젝트

1건

연구 흐름

초기에는 젤 고분자 전해질을 중심으로, 전극과 전해질 사이에서 형성되는 접촉성과 이온 전달 특성이 사이클 거동에 미치는 영향을 확인하는 데 집중했습니다. 이후 전극 쪽으로 연구 축을 확장하여 3D 프린팅 기반 다공성 실리콘 전극 지지체를 구축하고, 변형 조건에서의 전기화학적 안정성을 평가하는 방향으로 발전시켰습니다. 동시에 메조다공 Li4Ti5O12–TiO2 나노 하이브리드 전극을 통해 반응계면 활성화와 전해액 침투성을 높이려는 공정·구조 최적화를 수행했습니다. 최근에는 이 전극-전해질 조합을 안전·기계적 신뢰성 요구 환경으로 연결하는 적용성을 강화하고 있습니다.

활용 가능성

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

젤 고분자 전해질 설계 지침
유연·신축 전극용 지지체 공정
메조다공 리튬계 전극 합성법
전극-전해질 접촉 최적화 전략
변형 환경 내 전기화학 평가 프레임
ESS·웨어러블용 안정형 전력원
배터리 안전성 관련 소재 조합
전기차 화재 리스크 저감 기술 연계
사이클 열화 완화 설계
계면 기반 성능 예측 실험 세트