분광학적 이론적 연구를 통한 대용량 리튬이차전지용 다가-음이온 기반 양극소재 개발

2024과학기술정보통신부개인기초연구(과기정통부)
프로젝트 소개
본 과제는 전기자동차와 태양광·풍력발전용 에너지저장시스템(ESS)에 사용되는 리튬이차전지의 성능과 안전성을 높이기 위해 새로운 양극소재를 개발하는 연구임. 기존 소재보다 높은 에너지와 출력, 긴 수명을 확보하면서도 전지 폭발 위험과 제조 비용을 낮추는 것을 지향함. 연구 목표는 다가-음이온(polyanion) 기반 양극소재의 조성과 구조를 최적화하는 데 있음. 핵심 연구 내용은 LiFeBO3-αF2α, Li2MP2O7-αX2α, LiMBO3, LiM1M2BO3-αX2α, LiV(SO4-αX2α)2 소재를 합성하고, 전이금속 도핑과 할로겐족 음이온 치환, carbon coating 및 morphology control을 적용하는 것임. 또한 고체상 7Li·11B·31P·51V MAS NMR, in-situ XRD, in-situ X-ray absorption spectroscopy, LIBS와 DFT 계산을 활용해 결정구조, 미세구조, 산화수 및 전기화학적 특성을 분석함. 기대 효과는 Co와 Ni 등 고가 금속 의존도 감소를 통한 가격 경쟁력 확보, 고출력·고에너지·장수명 및 고안정성 양극소재 구현, 리튬이차전지 산업과 xEV·ESS 확대, 기후변화 및 초미세먼지 저감 기여임.
리튬이차전지양극소재다가-음이온 치환고체상 핵자기공명분광학실시간 엑스선회절법실시간 엑스선흡수분광법레Li-ion batteryCathode materialsPoly-anion substitutionSolid-state NMR spectroscopyIn-situ X-ray diffractionIn-situ X-ray absorption spectroscopyLaser induced breakdown spectroscopyTheoretical calculationElectrochemistry
참여형태
주관
사업명
개인기초연구(과기정통부)
부처명
과학기술정보통신부
주관기관명
울산대학
과제 수행연도
2024
과제 수행기간
2021.03.01 ~ 2026.02.28
과제 고유번호
2710061945
연구 개발단계
기초연구
연구비
총연구비
86,009,000 원
정부지원연구개발비
86,009,000 원
위탁연구비
0 원
민간연구비
0 원
주관/협동기관 정보
주관/협동수행기관명연구수행주체지역
주관울산대학대학울산광역시
과제 기반 국내외 특허0건
출원/등록 기관발명의 명칭출원일자출원국가출원번호등록일자등록번호
과제 기반 SCI(E) 논문0건
논문명학술지명DOI/URL