나노기술 및 정책 정보

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● 엄광섭 및 정건영 교수(광주과학기술원) 공동 연구팀은 삼차원 집적구조를 리튬 금속의 담지체로 활용하여 리튬을 안정적으로 저장함으로써 리튬금속전지의 내구성과 안정성을 증대시키는 기술을 개발

● 연구팀은 상용 구리 박막 표면에 리튬 금속과의 결정학적 불일치가 큰 티타늄 패턴을 형성해 리튬 석출의 위치 선택성을 확인하였으며, 고전류 밀도에서도 높은 선택성으로 리튬의 석출 위치를 조절할 수 있음을 증명

● 이어 연구팀은 삼차원 집적구조 설계에 습식 식각(wet-etching) 방식을 도입하여, 식각의 부산물인 구리 염화물(CuCl)로 담지체 내부의 리튬 친화도를 높여 리튬의 수지상 성장을 제한하면서도 리튬의 저장 효율을 높이는 공정을 개발

● 연구팀은 삼차원 담지체보다 삼차원 집적구조를 도입하면 리튬 금속 음극의 사이클 수명이 80회에서 190회로 약 2배 이상 증가하는 것을 확인

● 해당 연구는 리튬 수지상 형성을 억제하고 소재를 통해 리튬 전착 거동을 조절이 가능한 점을 확인하여, 향후 초고에너지밀도 음극 리튬배터리 연구를 이어 나갈 전망

Energy & Environmental Science (2024.04.03.), Metal shields with crystallographic discrepancies incorporated into integrated architectures for stable lithium metal batteries