계면 및 전기장/이온플럭스 제어 기반 덴드라이트 억제 금속 음극 연구

Interfacial and Electric-Field/Ion-Flux Engineering for Dendrite-Free Metal Anodes

연구 내용

다공성 호스트-박막 인터페이스, 보호층, 수분-제어된 EDL 등을 설계해 아연·리튬 금속 음극의 균일 석출/박리와 부반응 억제를 달성하는 연구

아연·리튬 금속 음극에서 덴드라이트 성장과 계면 부반응을 억제하기 위해 계면 물성과 이온 수송 환경을 함께 설계합니다. 소수성 다공성 호스트와 ZnO 박막 같은 복합 인터페이스를 통해 전기장 분포와 Zn2+ 플럭스를 균일화하고, 수분 친화성 요소를 동반해 전해질 흡착·침투를 보완합니다. 또한 fluoride 처리된 보호층, 결정면 유도 치환층, 수분이 제한된 전기이중층 및 금속 포스파이드 기반 SEI를 적용하여 탈솔베이션·표면 확산을 조절하고 안정 석출/박리를 유도합니다.

관련 프로젝트

3건

연구 흐름

초기에는 아연 금속 음극의 불균일 석출을 완화하기 위해 다공성 zincophilic 호스트와 박막 ZnO 인터페이스를 결합하여 저전압 분극 조건에서의 안정 석출·박리를 확보하는 방향으로 연구를 수행했습니다. 이후 Zn 결정면의 영향과 화학적 치환 기반 인터페이스 설계로 덴드라이트 억제 메커니즘을 확장했습니다. 2024년에는 MgF2 및 F-terminated 처리를 활용한 Li 금속 보호층과 계면 수송 조절 연구로 범위를 넓혔습니다. 2025년에는 수분-제어된 EDL을 하이드로젤로 형성해 부반응을 억제하면서도 고속 반응을 유지하는 접근과 금속 포스파이드 MEIC/SEI 이종 계면 최적화를 통해 장기 안정성을 강화하는 연구로 이어졌습니다.

활용 가능성

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

아연 금속전지 계면 호스트 설계
리튬 금속전지 보호층 최적화
수분-제어 전기이중층 기반 안정화
저분극 고안정 석출/박리 구현
덴드라이트 억제 전기장 균일화
탈솔베이션/표면확산 촉진 계면층
부반응 억제형 SEI/EDL 구현
고수율 Faradaic 공정 조건 도출
실운전 조건 장기 사이클링 전극
다양한 전해질 호환 계면 공학