고체 전해질 및 이온전도·수송 경로 제어 연구

Solid Electrolyte and Ion-Transport Pathway Engineering

연구 내용

리튬 아르지로다이트 치환 한계 확장과 고체/준고체 전해질의 수송 특성 향상을 통해 전고상·전지 성능을 높이는 연구

고체전해질과 준고체 전해질에서 이온전도와 계면 안정성을 동시에 확보하기 위해 미세구조와 수송 통로를 제어합니다. 단일 솔벤트 매개 합성으로 분말 크기와 표면-부피 비를 조절하여 리튬 아르지로다이트계에서 치환 농도 상한을 확장하고, 이온전도 및 리튬 도금·박리 안정성을 검증합니다. 또한 polyrotaxane 기반 전해질에서 수송 경로 정렬과 잔류 용매 저감으로 산소 및 수분 차단성과 이온전도성을 함께 추구합니다. 더불어 n-type 실록센 전극에서 선택적 치환을 통한 전하/고체확산 반응 동역학 향상 전략을 적용합니다.

관련 프로젝트

1건

연구 흐름

연구는 먼저 전고상 전지 구현에 필요한 초이온 전도체의 적용 가능성을 평가하는 데서 출발했으며, 이후 고체 황화물 전해질의 제조 공정을 단축하고 성능에 연결하는 방향으로 확장되었습니다. 2024년에는 전해질의 잔류 용매와 확산·투과 현상을 함께 관리하는 준고체 설계를 통해 Li–O2 계열에서의 공정 제약을 줄이려는 연구를 수행했습니다. 2024년 후반부터는 n-type 실록센 전극에서 선택적 치환을 통해 이온·전하 이동 동역학을 끌어올리는 접근을 병행했습니다. 2025년에는 단일 솔벤트 매개 합성으로 리튬 아르지로다이트계의 치환 농도 한계를 확장하고, 계면 공간전하층 관점에서 한계 지배 요인을 해석하며 장기 도금·박리와 전지 성능을 연결하는 연구로 이어졌습니다.

활용 가능성

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

황화물계 고체전해질 제조 공정 고도화
치환 농도 상한 확장 기반 이온전도 향상
전고상 Li 전지용 계면 안정성 확보
산소·수분 투과 억제형 준고체 전해질
Li 도금·박리 안정성 개선 전략
공정 기반 분말 미세구조 제어
공간전하층 기반 설계 지침 도출
전기화학 동역학 향상 전극 설계
저잔류 용매 조건 최적화
실용형 전고상 전지 성능 검증