메조/거대기공 TiO2 기반 리튬이온전지 음극 전극 성능 제어 연구

Mesoporous/Hierarchical TiO2 Anode Performance Control for Lithium-Ion Batteries

연구 내용

형상·상(phase)·기공 구조가 Li+ 저장/수송과 전하 전달에 미치는 영향을 규명하고, 로터스-루트 및 메소셀룰러 아나타제 기반 TiO2 음극의 전기화학 성능을 공정 변수로 최적화하는 연구

메조/거대기공 구조를 갖는 TiO2 전극에서 전극 전해질 계면 반응과 전하 이동 특성이 성능을 좌우한다는 관점으로 연구를 수행합니다. 로터스-루트 형상과 메소셀룰러 아나타제 폼을 기반으로 합성 후 열처리 조건에 따른 아나타제-루틸 상 변화를 제어하며, 전기화학 평가를 통해 기공도와 상구조가 반응 경로에 미치는 영향을 분석합니다. 또한 고표면적 전극의 전기화학적 장벽 완화 전략을 적용해 리튬이온 저장 성능과 사이클 특성을 개선하는 차별성을 보유합니다.

관련 프로젝트

1건

연구 흐름

초기에는 로터스-루트 형상의 TiO2 음극을 제작하고, 기공 구조가 리튬 삽입/탈삽입 거동에 미치는 영향을 전기화학적으로 확인하는 데 집중했습니다. 이후 열처리로 유도되는 아나타제와 루틸의 상 비율이 성능에 미치는 의존성을 단계적으로 규명하는 연구로 확장되었습니다. 최근에는 메소셀룰러 아나타제 TiO2 폼의 고표면적 특성을 극대화해 전극 반응 면적과 전하 전달 효율을 동시에 개선하는 방향으로 심화되었습니다. 이러한 축적된 공정-구조-성능 관계를 바탕으로 장수명 이차전지 전극 개발 과제로 연계해 적용성을 강화하고 있습니다.

활용 가능성

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

전극 형상 설계 기반 음극 소재 플랫폼
열처리 상 제어형 성능 최적화 공정
고표면적 TiO2 전극의 전해질 계면 안정화
고출력·장수명 대응 전지 소재 개발
리튬이온 저장 메커니즘 기반 진단 모델
전극 저항 저감용 구조 설계
대면적 전극 제조 공정 확장
전극-전해질 상호작용 평가 방법 고도화
에너지저장장치 성능 예측·설계
다층 전극 조합을 통한 성능 튜닝