전극 미세구조 및 공정 제어 기반 고가율·장수명 ASSB 연구
Electrode Microstructure and Process-Control for High-Rate and Long-Cycling All-Solid-State Batteries
연구 내용
고체전해질 입자 크기, 전극 미세구조, 제조 공정 조건을 제어하여 전하전달 저항과 이온 수송 한계를 개선하는 고가율·장수명 연구
고체전지의 고속 충전과 실용화는 계면 반응뿐 아니라 전극 내부의 이온·전자 수송 한계에 의해 결정됩니다. 본 연구는 고체전해질 입자 분포와 크기를 spray-recrystallization로 조절하여 CAM–SE 계면 면적과 연속적인 Li-이온 통로를 확보하고, 전하전달 저항과 이온 이동 저항을 동시에 낮추는 방향을 수행합니다. 또한 roll-to-roll 건식 공정으로 고부피 에너지밀도용 대면적 양극을 제작하고, 젖식 슬러리의 용매-양극 비호환성을 분석하여 보호 코팅으로 문제를 완화합니다. 그래파이트/Si 및 Si 기반 음극에서는 상온 안정성과 self-healing 전도 네트워크를 통해 장기 사이클 성능을 확보합니다.
관련 연구 성과
관련 논문
7편
관련 특허
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연구 흐름
2022년에는 고가율 ASSB의 제한 인자를 정리하고 속도 성능을 좌우하는 연구 전략을 제시하는 정리형 연구를 수행했습니다. 2024년에는 roll-to-roll 건식 공정을 통해 고아릴용량 양극을 제조하며 전극 저항을 낮추는 공정-구조 연계를 구체화했습니다. 2025년에는 spray-recrystallization으로 고체전해질 입자 크기 분포와 전극 미세구조의 상관을 규명하고, 용매 기반 젖식 슬러리에서 발생하는 비호환 반응을 해석하여 표면 보호 전략을 적용했습니다. 동시에 self-healing Si 음극과 그래파이트/Si 음극의 합리적 설계를 통해 장수명 성능과 운용성을 강화했습니다.
활용 가능성
활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.
- 고아릴용량 건식 양극 제조 공정
- Roll-to-roll 기반 대면적 전극 스케일업
- 고체전해질 입자 크기 제어 전극 설계
- 전극 미세구조 최적화에 의한 고가율 구현
- 젖식 슬러리 비호환 반응 억제 가이드
- 표면 보호 코팅 기반 습식 공정 적용
- Self-healing 음극 구조로 안전성 확보
- 그래파이트/Si 상온 장수명 음극 구현
- 대기 안정성 향상된 황화물계 전해질 운용
- 이온·전자 수송 저항 동시 저감 설계
관련 논문
구분
제목
Toward High Rate Performance Solid‐State Batteries
10 mAh cm<sup>−2</sup> Cathode by Roll‐to‐Roll Process for Low Cost and High Energy Density Li‐Ion Batteries
Self-healing Si anodes with robust ionic and electronic conducting network by Ga-In-Sn liquid metal alloy in solid-state batteries
Fluoride‐rich Sulfide Solid Electrolyte With Ultrahigh Air Stability for All‐Solid‐State Batteries
Rational material design on high capacity and long-term-cyclability of graphite/Si-based anodes for room temperature all-solid-state batteries
Unveiling Incompatibility of High Nickel Cathode With p‐xylene Solvent for Facile Wet‐Slurry Process in All‐Solid‐State Batteries
Manipulating the Size of Solid Electrolyte Particles via Spray‐Recrystallization: Toward Reliable and High Energy Density All‐Solid‐State Batteries