나노기술 및 정책 정보

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● 안희준 교수(한양대) 및 이세훈 박사(차세대융합기술연구원), 황정욱 박사(포스코퓨처엠) 연구팀은 웨어러블 디바이스 시장에서 리튬이온전지를 대체할 극한 환경용 신축형 수계 아연 이온 마이크로 전지 기술을 개발

● 연구팀은 초음파 화학법을 통해 바나듐 산화물 나노 섬유의 결정 층 내부에 전도성 고분자인 poly(3,4-ethylenedioxythiophene) 을 삽입해 바나듐 산화물 나노 섬유의 높은 전기화학적 성능 및 기계적 유연성 확보

● 이어 연구팀은 전기적 단락에 의한 사전 아연화* 기술로 신축형 전지의 제작에 있어 양극재와 음극재의 무게비를 맞추는 과정에서 음극의 두께가 두꺼워지는 부담을 줄여 전지의 유연성 및 신축성 향상에 성공

* 전기적 단락에 의한 사전 아연화(Short-induced pre-zincation) : 음극재인 아연 금속 파우더와 바나듐 산화물 양극재를 혼합하면 발생하는 두 물질의 전위차에 의하여 아연 이온이 바나듐 산화물의 결정 구조 사이에 삽입되어 사전 아연화가 발생

● 연구팀의 신축형 아연 이온 전지는 7천 번의 100% 변형률 신축/이완 테스트에서 초기 용량의 78.9%를 유지하였으며, 200% 변형률 테스트 중 -20℃와 60℃에서 각각 80%와 90%의 용량을 유지

● 해당 연구의 신축/이완 설계와 성능 측정 방식은 미래에 인체 삽입형 센서나 표피 전자 장치와 같은 웨어러블 디바이스에 접목될 신축형 이차전지 개발에 기여할 것으로 기대

Advanced Functional Materials (2023.11.27.), Zinc-Ion Microbatteries with High Operando Dynamic Stretchability Designed to Operate in Extreme Environments