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리튬 금속 및 무(無)양극(Anode-free) 전지의 전류밀도·열화 메커니즘 제어 연구

Control of Current-Density Behavior and Degradation Mechanisms in Li-Metal and Anode-Free Cells

연구 내용

리튬 금속·무양극 전고체 전지에서 임계 전류밀도와 열화 실패를 규명하고, 전착/박리 동작 조건을 최적화하는 연구

리튬 금속 및 무양극 전략에서 나타나는 임계 전류밀도 거동과 열화 실패를 전기화학적 관점과 공정·구조 관점으로 함께 분석하는 연구를 수행합니다. 대칭 셀 및 전지 구성에서 전류밀도 한계를 평가하고, 델리쏘시에이션 과정에서 농도 구배가 실패를 유발하는 메커니즘을 규명합니다. 또한 무양극 나트륨 전지에서 전극/전해질 접촉과 집전체 반응을 고려하여 사이클 생애를 좌우하는 병목을 정리하는 방향으로 진행합니다. 이를 통해 전착 위치 제어 및 작동 안정성 확보를 위한 설계 근거를 제시합니다.

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연구 흐름

초기에는 전고체 전지에서 리튬 금속의 임계 전류밀도와 열화 병목을 미세 규모에서 관찰하고, 실패 원인을 전기화학적 지표로 정량화하는 연구가 중심이었습니다. 이후 델리쏘시에이션 중 농도 구배와 저항성 셸 형성 같은 메커니즘을 연결하여 열화 경로를 구체화하였습니다. 최근에는 무양극 리튬 금속 및 무양극 나트륨 전지로 확장하여, 공정·계면 조건과 전착 거동을 연계한 사이클 수명 개선 전략을 정리하고 있습니다. 또한 더 큰 스케일에서의 도전 과제를 함께 다루고 있습니다.

활용 가능성

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

  • 임계 전류밀도 평가법 고도화
  • 무양극 셀 설계 가이드라인
  • 전착 위치 제어 전략
  • 농도 구배 기반 실패 예측
  • 계면 반응 병목 진단
  • 사이클 수명 열화 지도화
  • 대칭 셀-풀셀 비교 프레임
  • 전극 공정 조건 최적화
  • 양극 없는 구동 시나리오 개발
  • 실패 메커니즘 기반 개선 설계

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