나노기술 및 정책 정보

• 목록

● 임종우 교수(서울대) 연구팀은 인산철 배터리의 고속 방전 시 효율이 저하되는 원인을 실시간 나노 화학 이미징으로 규명

● 연구팀은 방사광 가속기 기반 실시간 X선 현미경을 활용해 사람 머리카락 굵기의 1/100 미만 크기의 인산철 전극 입자의 표면과 내부 모두에서 리튬이온이 충/방전 시 어떻게 이동하고 분포하는지 세계 최초로 관측하고 이를 분석하여 인산철 배터리의 충/방전에 필요한 전기화학적 과전압이 입자 표면에서 나노미터 단위로 시시각각 변하는 리튬의 농도에 의해 결정된다는 사실을 규명

● 또한, 고속 방전시 입자 표면에 리튬이 많은 상(phase)이 형성된다는 사실을 최초로 확인하고 이 표면의 상이 높은 방전저항을 만들어 고속 출력을 저해한다는 사실을 입증

● 본 연구는 기존에 대립되던 인산철 배터리의 여러 충/방전 모델을 모두 통합했으며, 고속 충/방전 간의 비대칭성을 최소화해 에너지 효율을 높일 수 있는 명확한 연구 방향성을 제시

Energy & Environmental Science (2023.06.06.), Dynamic surface phases controlling asymmetry of high-rate lithiation and delithiation in phase-separating electrodes