본문 시작

연구실 소개

나노 에너지 연구실 (Nano Energy Laboratory)은 차세대 전지 소재를 합성하고 그 특성을 평가하여, 차세대 하이브리드 자동차용 고출력 전지, 고용량-친환경 전지 등 다양한 분야에 응용하는 연구를 수행하고 있습니다. 특히, 리튬이차전지의 4대 요소 중에서 가장 비중이 큰 양극 소재 (Cathode material)를 연구하고 있으며 공침법 (Co-precipitation) 및 전기방사법 (Electrospinning) 등의 합성 방법으로 다양한 양극 소재를 합성하고 도핑 및 코팅 처리를 통해 양극 소재의 성능을 개선해 전기자동차 및 에너지저장시스템(ESS) 등에 적용시키는 연구실을 운영하고 있습니다.
주어진 의무에 대해 자신의 일처럼 대하는 성실한 학생에게 연구실은 늘 열려 있습니다. 열정적이고 이차전지에 대한 학구열이 있는 학생들을 환영합니다.

진행중인 과제 & 협력업체

과제명	과제연계 지원기관
수용성 그래핀을 활용한 나노그물구조 Na2+2xFe2-x(SO4)3 양극활물질의 전기화학 특성연구	한국연구재단(KNRF) / 과학기술정보통신부 (2019~22)
폐전지 및 폐양극 소재로부터 유가금속 업싸이클링을 통한 고성능 양극소재 제조 기술개발	산업통상자원부 (2019 ~ 23)
리튬이차전지 폐양극재로터 수산화리튬 회수 기술 개발	중소벤처기업부 (2018~ 19)
리튬이차전지용 전구체 (101)면 배향성 향상을 통한 양극재 성능 특성 향상 연구	중소벤처기업부 (2019~ 20)
기업연계형 연구개발 인력양성사업	중소벤처기업부 (1단계 2014 ~ 19, 2단계 2020 ~ 25)

큰 이미지로 보기 +

리튬이차전지(LIB) 응용분야

이차전지는 한번만 사용하고 버리게 되는 일차전지와 달리 사용 후에도 충전과정을 거쳐 수 백 회 이상 재사용이 가능한 전지를 말하며, 그 중 리튬이차전지(LIB)는 고에너지 밀도를 가지고 있어 제한된 부피와 가벼운 무게에 대한 요구가 큰 휴대용 제품에 주로 사용되어지고 있습니다.
하지만 환경규제와 화석연료 고갈에 따라 자동차의 새로운 대체 에너지원에 대한 관심이 급증하면서 리튬이차전지는 전기자동차용 에너지 원의 대안으로 부각되고 있습니다. 뿐만 아니라 활용되지 못하고 있는 풍력, 태양광 등 신재생에너지를 대용량의 전력으로 변환·저장해 다양한 목적에 따라, 유사시에 활용할 수 있게 해주는 에너지저장장치(Energy Storage System, ESS) 또한 급속한 성장세를 보이고 있습니다. 이렇게 고용량의 리튬배터리를 사용한 시장은 세계적으로 점점 증가하는 추세를 보이고 있으며 활용분야 또한 더욱 다양해질 것입니다.

리튬이차전지(LIB)의 원리

외부에서 전력을 가해 전위가 낮은 양극에서 음극으로 Li+이온과 전자 e-를 이동시킴

전위가 높은 음극에서 양극으로 Li+이온과 전자 e-를 이동시키며 전기를 발생

연구분야

공침법 (Co-precipitation)

여러가지 서로 다른 금속 이온들을 수용액 혹은 비수용액에서 동시에 침전시키는 방법
→ 균일한 형상과 입도 분포가 일정한 분말을 대량 생산하는데 용이함

만능재료시험기 (UTM)

Electrostatic force에 의해 낮은 점도 상태의 고분자를 사용하여 순간적으로 섬유형태로 방사하여 product를 얻는 방법
→ Micrometer 단위의 직경을 갖는 물질을 이용하여 Nanometer 단위의 섬유를 합성할 수 있음
→ 극세 크기의 직경을 갖기 때문에 기존 섬유에 비해 큰 표면적을 가짐

공침법(Co-precipitation)과 전기방사법(Electrospinning)으로 합성한 전구체들은 리튬 소스와 소성 후에 양극활물질로 만들어지며 그렇게 만들어진 양극활물질(Cathode Materials)은 다양한 전기화학적 테스트, EIS(Electrochemical Impedance Techniques), SEM(Scanning Electron Microscope), PSA(Particle Size Analysis), XRD(X-ray Diffraction) 등을 통해 분석되어지게 됩니다.