나노기술 및 정책 정보

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● 부산대학교 조채용 교수 연구팀은 기존 리튬이온 이차전지 음극 소재인 흑연을 대신할 수 있는 수백 나노미터(nm) 크기의 균일하고 순수한 풀러렌 결정질 나노입자를 얻는데 성공

● 풀러렌은 리튬이온 이차전지 소재로의 응용을 위해 많은 연구가 진행되지만, 기존 합성법으로는 비정질 형태로 크기도 불균일한 풀러렌만 제작 가능

● 연구팀은 이를 해결하기 위해 새로운 열증발-냉각법을 개발하여 균일한 풀러렌 결정질 나노입자를 얻었으며, LiPF6 염과 EC/DEC 용매, 그리고 FEC 첨가물로 구성된 전해질 조합으로 세계 최초 및 최고의 전기화학적인 성능을 구현

● 충·방전 과정 동안 풀러렌 결정 내 리튬이온의 증감에 따른 구조 변화를 동시 X-선 회절분석기(in-situ XRD)와 비동시 투과전자현미경(ex-situ TEM)을 통해 확인

● 본 연구에서 최초로 합성한 면심입방(face-centered cubic, fcc) 구조의 순수한 풀러렌 나노입자는 이론적으로 예측된 것(12개)보다 훨씬 많은 리튬이온(최대 21개)을 저장할 수 있음을 실험적으로 확인

● 연구팀은 흑연 대신 풀러렌을 음극으로 적용할 경우 리튬이온 이차전지에서 높은 에너지 밀도와 장기 안정성을 유지할 수 있을 것으로 기대