나노기술 및 정책 정보

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● 한국과학기술원(KAIST) 생명화학공학과 김희탁 교수 연구팀이 음극재가 없는 고에너지밀도 리튬 배터리 구동을 위한 음극 집전체 구조를 개발

● 음극재가 없는 리튬 전지는 음극 활물질을 저장해두는 구리 집전체만이 음극 부품으로 들어가며, 집전체 위에 높은 에너지밀도를 가지는 리튬 금속 형태로 에너지가 저장되고, 기존 리튬이온전지에 비해 60% 더 높은 에너지밀도를 구현

● 연구팀은 3차원 음극 집전체 표면의 일함수를 높여 리튬의 수지상 성장을 억제하고 집전체 표면에서 리튬과 전해액의 부식을 억제할 수 있음을 규명

● 추가로 일함수가 낮은 특성을 가지는 리튬 금속과는 강하게 상호작용을 하면서 집전체 위에 리튬 금속의 균일한 성장을 유도하고 안정적으로 에너지를 저장할 수 있음을 검증

● 연구팀은 개발한 집전체를 통해 기존 구리 집전체 대비 월등하게 높은 성능을 보여줬고, 동시에 극미량의 전해액만이 전지 내에 주입되는 희박 전해액 환경에서도 구동할 수 있음을 확인

※ Nature Communications 게재(2021.09.20.)

※ LG에너지솔루션, KAIST 나노융합연구소, 과학기술정보통신부(기후변화대응과제) 지원