나노기술 및 정책 정보

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● 실용적인 리튬 공기 배터리(lithium air battery) 개발에서 직면한 도전 중의 하나는 리튬 금속 음극의 내습성(耐湿性) 저하를 해결하는 것인데 최근 중국 쑤저우(蘇州) 대학교 Yong Ma 교수 연구팀은 비(非) 활성 고품질 화학 기상증착(CVD) 그래핀 층 둔화(鈍化) 리튬 표면을 개발하였으며, 왁스(wax) 보조 전이를 통해 방수(防水) 리튬 음극을 개발할 수 있는 효과적인 전략을 제시함

● 리튬 음극은 CVD 그래핀 층의 보호를 받기 때문에 방수성(防水性)을 보유하고 있는 동시에 리튬과 물 접촉 문제를 해결하며, 개발된 리튬 공기 배터리는 물속에 침입(浸入) 할 수 있을 뿐만 아니라 사전 공기 주입 방법을 사용하는 상황 하에서도 신속한 운행을 실현할 수 있는 것으로 나타남

● 전도성을 보유한 동시에 기계적으로 견고한 그래핀 코팅 층은 인조 고체/전해질 중간 위상(SEI)으로 사용될 수 있으며, 균일한 리튬전지 코팅/박리를 유도하여 덴드라이트(dendrite)와 ‘죽은’ 리튬 형성을 억제하고, 둔화(鈍化) 리튬 표면으로 하여금 수분에 침식되지 않고 부반응을 발생시키지 않게끔 하는 것으로 나타남.

● 연구팀은 이번 연구를 통해 리튬 공기 배터리 속의 리튬 양극 보호를 위해 실용적인 솔루션을 제공하였으며, 이런 솔루션으로 하여금 우수한 전기화학 성능을 보유할 수 있을 것으로 기대됨

※ Advanced Science 게재,  "Wax-Transferred Hydrophobic CVD Graphene Enables Water-Resistant and Dendrite-Free Lithium Anode toward Long Cycle Li–Air Battery"