차세대 이차전지

Energy Material & Conversion Lab (EMCL)

성신여자대학교

정정융합에너지공학과

최창훈

교수

미팅 일정

Energy Material & Conversion Lab (EMCL)

성신여자대학교

최창훈

1차 Fit 검증 미팅

미팅 링크

연구실 소개

연구실명

Energy Material & Conversion Lab (EMCL)

연구 키워드

차세대 이차전지

Li/Zn metal batteries

Li-S batteries

유무기 하이브리드 소재

고안정성 금속 음극

소개

Energy Material & Conversion Lab은 고성능 차세대 이차전지 시스템 (유기계 Li metal batteries, Li-S batteries, 수계 Zn metal batteries 등)용 고기능성 소재 개발 및 신규 battery configuration 구조 개발을 위한 연구를 중점적으로 수행하는 연구실입니다. 탄소/무기/유기소재 합성 및 복합화 기반 재료 개발부터 이차전지로의 활용까지 넒은 연구 범위를 수행하며 학술적/산업적 연구성과를 달성하고 있습니다. 최근에는, Li/Zn 금속 배터리용 고안정성 Li/Zn 금속 음극 개발, 장수명 Li-S 배터리용 분리막 개질, 무기 필러-고분자 gel 타입 전해질 연구 개발 등을 주로 수행하고 있습니다. #연구실 키워드 Li metal battery, Li-ion battery, Li-S battery, Modified separator, metal dendrite growth, Interfacial engineering, Solid-state electrolyte, gel electrolyte, electrochemical analysis, Carbon-inorganic hybrids, high battery performance, nano materials, funcational materials, lithium polysulfide shuttling, Host materials, slurry coating

총 연구 인력

학부연구생 4명

가용 연구 인력

학부연구생 4명

대표 연구 분야

Development of advanced rechargeable battery configuration

리튬 이온 전지의 성능 고도화와 및 이론적 성능 한계 도달, 원자재 값 불안정 등으로 인하여 최근에는 차세대 배터리 시스템 분야에 관한 연구개발이 활발히 진행되고 있습니다. 이를 위해, 다양한 음극, 양극, 전해질, 분리막, 도전재, 바인더와 같은 배터리의 구성요소들에 관한 맞춤형 연구가 필요합니다. 각 요소 기술에 필요한 소재를 개발하고, 이를 최적 적용하기 위한 연구가 경쟁적으로 진행되고 있습니다.

Li-metal battery

Zn metal battery

Li-S battery

Solid-state electrolyte

Dendrite growth

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본 협업건 관련 매칭 추천 이유

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최창훈 교수의 Energy Material & Conversion Lab (EMCL)은 차세대 배터리 기술에 대한 깊은 이해와 혁신적인 접근 방식을 가지고 있어, 벽산의 반고체 배터리 R&D 프로젝트에 적합한 파트너입니다. 연구실은 고성능 리튬-공기 및 리튬-황 배터리, 금속-공기 배터리 등의 첨단 배터리 기술을 연구하며, 다양한 배터리 소재와 구조를 최적화하는 데 주력하고 있습니다. 이러한 연구실의 경험과 기술은 벽산의 목표를 달성하는 데 중요한 기여를 할 수 있을 것으로 판단됩니다.

벽산이 목표로 하는 반고체 배터리 기술을 개발하기 위해서는 고체전해질과 음극 및 양극 소재의 안정성을 향상시키고, 배터리의 수명과 안전성을 극대화하는 솔루션이 필요합니다. 최창훈 교수 연구실은 이와 관련된 다양한 연구 프로젝트를 수행해왔으며, 이를 통해 축적된 지식과 기술은 벽산의 프로젝트에 매우 유용할 것입니다.

예를 들어, "차세대 이차전지 기술선점을 위한 초격차 이차전지 융합 플랫폼 개발" 프로젝트는 최신 이차전지 기술을 통합하고, 다양한 소재와 구조를 최적화하는 데 중점을 두고 있습니다. 이 프로젝트는 배터리 성능을 극대화하고, 안정성을 높이는 데 필요한 핵심 기술을 제공하며, 벽산의 반고체 배터리 프로젝트에도 큰 도움이 될 것입니다.

또한, "이온/전류분포 동시제어 metallophilic 자가지지기반 반수지 금속 음극 개발 및 미래형 금속 배터리 응용" 프로젝트는 금속 음극의 안정성과 성능을 향상시키는 연구로, 벽산의 연구 목표에 직접적으로 기여할 수 있습니다. 금속 음극의 균일한 이온 및 전류 분포를 제어함으로써, 반고체 배터리의 수명과 안전성을 향상시킬 수 있는 중요한 통찰을 제공합니다.

"초이온 전도체의 고체전해질 적용 연구" 프로젝트는 고체전해질의 이온 전도성을 극대화하고, 안정성을 높이는 연구를 수행합니다. 이는 벽산의 반고체 배터리 연구에서 고체전해질의 성능을 최적화하고, 배터리의 전체적인 성능을 향상시키는 데 중요한 역할을 할 것입니다.

이와 함께, 최창훈 교수 연구실에서 발표한 논문들도 벽산의 목표를 달성하는 데 중요한 역할을 할 수 있습니다. "Graphene oxide assisted synthesis of self-assembled zinc oxide for lithium-ion battery anode" 논문은 리튬 이온 배터리의 음극 소재를 최적화하는 방법을 제시하며, 벽산의 연구 방향과 일치합니다. 또한, "Porous lithiophilic Li–Si alloy‐type interfacial framework via self‐discharge mechanism for stable lithium metal anode with superior rate" 논문은 리튬 금속 음극의 안정성을 향상시키는 방법을 다루고 있어, 반고체 배터리의 성능을 극대화하는 데 기여할 수 있습니다.

결론적으로, 최창훈 교수 연구실의 풍부한 배터리 기술 연구 경험과 혁신적인 연구 성과는 벽산의 반고체 배터리 기술 개발 프로젝트에 큰 기여를 할 수 있을 것입니다. 연구실의 전문성과 기술력을 바탕으로, 벽산은 보다 신뢰할 수 있고 효율적인 반고체 배터리 솔루션을 제공할 수 있을 것으로 기대됩니다.

매칭 적합도

연구 분야 일치도

9/10

가용 인력 및 자원

적정 (4명)

연구실적 및 경험

8/10

협력 가능성 및 의지

9/10

본 협업 건 관련 역량

저희 연구실은 다양한 유/무기 복합소재를 개질하여 성공적으로 다양한 차세대 배터리용 신소재로 활용한 연구사례를 다수 보유하고 있습니다. 특히, 유기/무기계 배터리 시스템에 다양하게 적용될 수 있는 유/무기/탄소/고분자 소재들을 다뤄본 경험이 풍부하며, 활용 분야에 맞는 소재 다지인 기술이 우수합니다. 또한, 넓은 연구 CO-work/분석 인프라를 보유하고 있으며, 유사한 연구개발 경험 (차세대 배터리 관련 정부 연구개발 과제 제안 및 수행, 미국 실리콘벨리 High-tech 배터리 기업 근무)을 다수 보유하고 있어 효율적인 연구개발 수행이 가능합니다. 또한, 유/무기 복합소재는 차세대 배터리 분야에서 반고체 배터리 뿐만 아니라, Li-S를 포함한 금속 배터리 분야에서도 다양한 영구 영역 모색이 가능할 것으로 판단되며, 저희 연구실과의 소규모의 산학협력 과제 수행을 통하여 구체적인 배터리 분야 신사업 먹거리를 탐색하고, 이를 기반으로 대형 정부 연구과제 컨소시엄을 구축을 추후 진행하시는 것을 추천드립니다.

관련 프로젝트 경험

TRL

프로젝트명

파트너

연도

1단계

초이온 전도체의 고체전해질 적용 연구

한국연구재단

2018-2023

고이온전도성 무기/고분자 고체전해질을 개발하여 고성능 차세대 배터리 모델 개발

1단계

이온/전류분포 동시제어 metallophilic 자가지지기반 반수지 금속 음극 개발 및 미래형 금속 배터리 응용

한국연구재단

2022-2023

유/무기 하이브리드 소재 기반 고안정성 음극 보호층을 개발하여 미래형 금속 배터리 구조 제안

차세대 이차전지 기술선점을 위한 초격차 이차전지 융합 플랫폼 개발

국가과학기술연구회

2024

이 프로젝트는 차세대 이차전지 기술을 선도하기 위한 융합 플랫폼을 개발하는 것을 목표로 하고 있습니다. 벽산의 반고체 배터리 연구와 직접적으로 관련이 있으며, 최신 기술 트렌드를 반영한 융합 플랫폼 개발은 벽산의 연구에 큰 도움이 될 것입니다.

구조 및 계면 제어를 통한 PEM 수전해 귀금속 저감 소재 개발

한국연구재단

2024

이 프로젝트는 구조 및 계면 제어를 통해 PEM 수전해 귀금속 저감 소재를 개발하는 것을 목표로 하고 있습니다. 반고체 배터리의 계면 안정성을 높이기 위한 기술적 통찰을 제공할 수 있습니다.

고성능 리튬-공기 전지용 탈귀금속 기반 저가형 나노복합촉매 개발

한국화학연구원

2017

- 이 프로젝트는 리튬-공기 전지의 성능을 향상시키기 위한 나노복합촉매를 개발합니다. 벽산의 배터리 연구에서 비용 효율적인 고성능 촉매 개발에 기여할 수 있는 연구입니다.

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관련 논문

Designing Chemically Replaced Interfacial Layer via Unveiling the Influence of Zn Crystal Facets for Practical Zn‐Metal Anodes (Advanced Materials, 2023)

이 논문은 아연 금속 배터리의 불규칙한 침전과 부반응 문제를 해결하기 위해, 아연 결정 면의 영향을 분석하여 화학적 교체 반응을 통해 안정적인 아연 금속 음극을 설계하는 방법을 제안합니다. 이 연구는 아연 금속 음극의 전기화학적 성능을 향상시킬 수 있는 중요한 통찰력을 제공합니다.

원문 링크

Fortifying Zinc Metal Anodes against Uncontrollable Side‐Reactions and Dendrite Growth for Practical Aqueous Zinc Ion Batteries (Advanced Energy Materials, 2023)

이 논문은 아연 금속 음극의 부반응과 덴드라이트 성장을 억제하기 위한 새로운 접근법을 제시합니다. 아연 이온 배터리의 안정성과 수명을 크게 향상시키는 기술로, 실용적인 응용에 매우 유용합니다.

원문 링크

Simultaneous Manipulation of Electron/Zn2+ Ion Flux and Desolvation Effect Enabled by in-situ Built Ultra-thin Oxide-based Artificial Interphase for Controlled Deposition of Zinc Metal (Chemical Engineering Journal, 2023)

이 연구는 전자와 아연 이온 플럭스의 동시 조작 및 탈수 효과를 통해 아연 금속의 제어된 침전을 가능하게 하는 초박막 산화물 기반 인공 계면을 구축하는 방법을 다룹니다. 이는 아연 금속 배터리의 성능과 안정성을 극대화하는 데 기여할 수 있습니다.

원문 링크

Graphene oxide assisted synthesis of self-assembled zinc oxide for lithium-ion battery anode (Chemistry of Materials, 2016)

이 논문은 그래핀 산화물을 활용한 자가 조립된 산화 아연의 합성 방법을 제안하며, 리튬 이온 배터리의 음극 소재로서의 가능성을 탐구합니다. 이 연구는 고성능 리튬 이온 배터리의 개발에 중요한 기초 자료를 제공합니다.

원문 링크

Magnesium Fluoride-Engineered UiO-66 Artificial Protection Layers for Dendrite-Free Lithium Metal Batteries

이 논문은 리튬 금속 배터리의 덴드라이트 형성을 방지하는 인공 보호층에 관한 연구입니다. 벽산이 목표로 하는 반고체 배터리 연구에서 리튬 금속 배터리의 안정성을 향상시키는 방법을 탐구하는 데 활용될 수 있습니다.

원문 링크

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