SEI/CEI 계면 공학과 용매화 지오메트리로 고속충전·수지상 억제 연구

Interfacial engineering and solvation-geometry control for fast-charging stability and dendrite suppression

연구 내용

전해질-전극 계면의 SEI/CEI 형성 경로와 용매화 구조를 조절하여 Li+ 수송과 탈용매화를 개선하고, 고속충전 조건에서 Li plating과 수지상 성장을 억제하는 연구

리튬금속 및 고속충전 리튬이온 셀에서 계면 불균일로 인해 Li plating과 부반응이 증폭되는 문제를 해결합니다. nano-Si3N4 첨가제를 통해 SEI 형성에 관여하여 무기-rich bilayer를 유도하고, HF scavenging으로 균일 CEI를 형성합니다. 또한 작은 결정립이 풍부한 SEI 구조로 Li+ 이동 경로를 제공하고, soft-solvating 환경을 통해 탈용매화 동역학을 개선하는 지오메트리 설계를 수행합니다. 더 나아가 thiophene 기반 polymer-like SEI와 conjugation 매개 polarity-switchable 특성을 활용해 Li plating·스트리핑 동안 전하 분포를 가변적으로 조절하는 방향으로 계면을 오비탈 수준에서 엔지니어링합니다.

관련 프로젝트

1건

연구 흐름

초기에는 고속충전 리튬이온 셀에서 SEI 구조와 용매화 화학이 성능에 미치는 영향을 밝히기 위해, SEI의 결정립 분포와 용매화 환경을 함께 설계하는 연구를 수행했습니다. 이후 고-rate·고전압 리튬금속 셀에서는 nano-Si3N4 첨가제로 전극–전해질 인터페이스를 동시 공학하는 방향으로 확장해 SEI/CEI의 조성과 균일성을 동시에 제어했습니다. 최근에는 thiophene 기반 in situ 계면 형성과 conjugation 매개 polarity-switchable 메커니즘을 결합하여 고전류 운용에서 수지상 성장과 부반응을 억제하는 계면 설계 프레임을 정립하고 있습니다.

활용 가능성

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

고속충전용 CEI 결정립 구조 설계
soft-solvating 환경 기반 탈용매화 개선
HF scavenging형 인터페이스 조성
무기-rich SEI bilayer 형성
nano 첨가제 기반 계면 동시 공학
polaridad-switchable 계면 아키텍처
계면 전하 분포-수송 연계 설계
고율 운용에서 Li plating 억제 전략
대면적 전극 계면 균일화 공정
SEI/CEI 구조-성능 상관관계 평가