초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
○ 최종 목표
박사학위 기간 동안 차세대 이차전지 양극 소재로 유력한 리튬리치 층상 산화물의 새로운 구조를 디자인하며, 특히, 음이온의 전기 화학적 활성과 관련해 보다 안정적이며 높은 전기 화학특성을 보이는 소재에 관한 연구를 수행할 예정입니다.

○ 전체 내용
리튬리치 소재의 실질적인 해결책은 충/방전 시 전이 금속 이동의 가역성을 개선하는 데 있습니다. 기존 산소층이 ABCABCA... 형태로 적층 된 전통적인 O3 타입의 리튬리치 소재에서는 전이 금속 이동의 가역성이 리튬층

□ 연구개발 목표 및 내용
○ 최종 목표
박사학위 기간 동안 차세대 이차전지 양극 소재로 유력한 리튬리치 층상 산화물의 새로운 구조를 디자인하며, 특히, 음이온의 전기 화학적 활성과 관련해 보다 안정적이며 높은 전기 화학특성을 보이는 소재에 관한 연구를 수행할 예정입니다.

○ 전체 내용
리튬리치 소재의 실질적인 해결책은 충/방전 시 전이 금속 이동의 가역성을 개선하는 데 있습니다. 기존 산소층이 ABCABCA... 형태로 적층 된 전통적인 O3 타입의 리튬리치 소재에서는 전이 금속 이동의 가역성이 리튬층 내에서의 전이 금속 이동에 의해 제한되는 것을 본 연구실에서 이미 확인한 바 있습니다.
본 연구개발과제를 통해 제안하고자 하는 새로운 패러다임은 산소 층의 적층 순서를 O2 구조로 바꾸어, 전이 금속이 이동할수 있는 리튬 자리를 열역학적으로 불안정하게 만든 후, 층 내의 전이 금속의 추가적인 이동을 제한하는 것입니다.

□ 연구개발성과
O2 유형의 리튬리치 양극 소재를 구현해, 리튬리치 소재의 높은 에너지 밀도를 유지한 채 에너지 효율과 가역성 및 사이클 안정성을 향상 시켜, 기존 O3 유형의 리튬리치 소재에 비해 획기적으로 개선 된 전기 화학 특성을 확인했습니다. 또한, O2 구조에서 다양한 화학조성의 물질 군들을 탐색하여 최적화 된 전기 화학 특성을 찾아서, 원소 종류 및 구성 비율과 리튬리치 소재의 전기 화학적 성능 사이의 상관관계를 발견하여 높은 에너지 밀도의 리튬리치 소재 전극을 설계하는 데에 있어 구체적인 가이드라인을 제시했습니다.

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
본 연구결과는 리튬리치 소재 본연의 높은 에너지 밀도를 안정적인 수명 특성과 함께 실현시켜, 강력한 차세대 양극 소재 후보로서 발돋움 시킬 수 있다는 점에서 중요합니다.
본 연구는 리튬리치 층상 산화물의 전압 강하 및 히스테리시스 문제를 해결하기 위한 새로운 패러다임을 제시하는 연구결과로, 차세대 양극 소재 후보군을 탐색하는데 있어 중요하게 활용될 수 있습니다. 또한, O2 소재가 리튬리치 소재에서 처음으로 보고되었기에, 이후 화학 조성 변화 및 가역적인 전이 금속 이동에 따른 전해질, 산소분해 기작 스터디와 같은 다양한 연구 방향으로 뻗어 나가는데 활용될 수 있습니다.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요 약 문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 4
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 6
• 1) 연구수행 결과 ... 6
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 7
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 7
• 끝페이지 ... 7