이현욱 연구실

본 연구는 고체 고분자 전해질(SPE)의 성능 향상을 위해 리튬염 조성(LiFSI, LiTFSI, 이원 혼합물)이 PVDF-HFP 기반 SPE의 분자 구조와 전하 밀도에 미치는 영향을 조사합니다. 이원 염 혼합물은 20°C에서 4.93 × 10⁻⁴ S/cm의 이온 전도도와 127 MPa의 기계적 강도를 제공하며 넓은 전기화학적 안정성 윈도우를 나타냅니다. 전략적 리튬염 조성이 고체 상태 배터리의 차세대 응용에 효과적으로 사용될 수 있는 SPE 성능을 크게 향상시킬 수 있음을 시사합니다.

리튬 금속 음극의 덴드라이트 성장과 구조 불안정성을 해결하기 위해 비용매 유도 상분리 공정을 통해 낮은 굴곡도와 공간적으로 기울어진 리튬친화성을 갖춘 3D 호스트를 제작합니다. 이 호스트는 수직 정렬 채널과 은 기울기 계면을 통해 5500시간 이상 안정적인 순환을 유지하며, 이중 적층 파우치 셀에서 398.1 Wh/kg의 에너지 밀도와 80 사이클 후 94.2% 용량 유지율을 달성합니다.

본 연구는 리튬이온 배터리 음극용 MAX 상/산화물 나노복합체를 개발하였습니다. Sn 함유 MAX 상(Ti₃Al₀.₃Sn₀.₇C₂)을 600~850°C에서 산화하여 티타늄 및 주석 산화물 나노입자를 포함한 나노복합체를 합성하였으며, 700°C 산화 시료는 350 mAh g⁻¹의 비용량과 99.2% 쿨롱 효율을 나타냈습니다. 잔존 MAX 상은 사이클링 중 부피 변화를 완화하여 전극 안정성을 향상시키며, 현장 분석을 통해 Sn(IV)의 금속 Sn으로의 환원 및 Li-Sn 합금 형성 메커니즘을 확인하였습니다.

본 연구는 건조 공기 노출로 열화된 황화물 고체 전해질 Li₆PS₅Cl(LPSCl)을 마이크로파로 재생하는 방법을 제시합니다. 마이크로파 조사(800 W, 10분)는 건조 공기 노출로 감소한 Li⁺ 전도도(3.33→2.55 mS cm⁻¹)를 98.3% 회복(3.26 mS cm⁻¹)시키며, 기존 열처리(83.8% 회복)보다 우수합니다. 마이크로파 재생 LPSCl은 원시 상태와 동일한 전기화학 성능을 보이며, 전고상 배터리의 대규모 제조에 적용 가능합니다.