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  • 에너지 저장소자
     

 저탄소 녹색성장을 위해 세계적으로 환경규제가 심화되고 신재생 에너지, 차세대 에너지사업이 각광을 받음에 따라 에너지 저장장치 또한 오랫동안 연구·개발되고 있다. 충전을 통해 지속적으로 재사용이 가능한 이차전지에는 납축전지, 니켈-카트뮴전지, 니켈-금속수소전지, 리튬 이차전지 등 많은 종류가 있다. 그 중에서 리튬 이온 이차전지는 상용화되어 있는 전지에 비하여 가벼우면서도 에너지밀도가 높아 많은 분야에 응용되고 있다. 본 연구실에서는 리튬 이온 이차전지의 재료물질 및 응용에 관한 연구를 진행 중이며, 특히 음극, 전해질 그리고 분리막에 대한 심도 깊은 연구를 수행하고 있다. 

 

음극의 경우에는 기존에 사용되는 탄소 계열의 물질의 용량의 경우는 300mAh/g 정도 이나 이는 스마트 기기의 대형화, 전기자동차의 필요성에 의해서 더 큰 용량의 배터리가 필요하게 되었다. 따라서 음극 분야 연구에 있어서 금속산화물을 이용한 용량 증가에 주로 집중하고 있다. 금속 산화물의 경우에는 기존 보다 2~3배의 좋은 용량이 나타나는 것으로 알려져 있으나 탄소 계열의 물질에 비해서 비가역적 용량이 증가하는 문제점이 있어 현재 본 연구실에서는 나노 구조를 합성하고 이를 조절하여 금속산화물을 형성시킴으로서 가역 용량을 늘려주고 실질적으로 대용량 배터리에 사용될 수 있도록 연구를 하고 있다.

 

전해질의 경우에는 궁극적으로 안전성이 확보 될 수 있는 고체 전해질을 연구하고 있다. 주로 고체 전해질의 취약점인 낮은 이온 전도도를 높이기 위한 연구를 전행하고 있는데, 새로운 형태의 나노파티클을 세라믹 필러로 사용함으로써 이온 전도도를 높이는 연구 중이다. 또한 이온성 고분자(Ionomer)를 이용하여 단일상의 polyelectrolyte에 대한 연구를 진행하고 있다. 분리막 연구는 현재 고분자 분리막이 갖고 있는 낮은 열적 안정성 및 수명 특성 개선을 위한 새로운 고강도 물질로 대체하여 열적 안정성을 극대화 시키는 연구를 진행하고 있다.

Graduate School of Convergence Science and Technology. Seoul National University

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