박막형 전고체리튬이온전지
Thin Film All-Solid-State Battery
최근 전자기기의 소형화, 고집적화에 따라 MEMS, MAV, Smart card 등과 같은 마이크로 시스템 분야에 대한 수요가 급증되고 있으며, 이러한 차세대 정밀기기에 사용될 초소형 Micro Li battery 개발의 필요성이 증가하고 있다.
전지(battery)는 21세기를 주도할 3대 핵심 전략 산업의 하나로 ‘두뇌’인 반도체, ‘눈’인 액전표시장치(LCD)와 함께 ‘심장’에 비유되고 있다. 지난 20년 동안 다양한 분야에의 적용을 위한 새로운 이차전지 시스템에 대한 연구가 진행되어 왔으며 현재, 리튬 이차전지는 휴대용 기기에 널리 사용되고 있으며, 머지않아 리튬 전지 시스템은 전기자동차와 같은 더 높은 에너지를 요구하는 분야나 스마트카드, 초미세 의료기기 등의 저소비전력 시스템에 적용될 것으로 기대된다.
또한, 최근 전자기기의 소형화, 고집적화에 따른 MEMS, MAV 등과 같은 마이크로 시스템 분야에 비약적인 수요확대가 전망되고 있으며 이러한 차세대 초소형 정밀기기에 사용될 초소형 구동전원 개발의 필요성이 증가하고 있는 추세이다. 이러한 요구에 비추어 볼 때 전고상 초소형 전지는 구성요소가 모두 고체로서 안정성이 우수하며 기기의 소형화에 유리한 정점을 가지고 있다.
따라서, 본 연구실에서는 무기 유리 전해질을 사용하여 비교적 높은 전도도와 전기화학적 안정성을 갖는 리튬이온 이차 전지의 개발을 연구로 하고 있다.
본연구실에서는 AFD(Aerosol Flame Deposition)방법을 사용하여 Li-ion battery에서 쓰이는 LiCoO2, Li(Co1/3Mn2/3Ni1/3)O2, LiFePO4 등과 같은 cathode material과 Sn(O)-B2O3-P2O5 nano-composite이나 LiTiO2와 같은 anode material, 그리고 특히 amorphous solid electrolyte인 Li-B-P-P film등의 소재를 nano powder 혹은 film 상태로 제조하는 연구를 수행하고 있다.
또한, 이러한 재료들을 기본적인 구조와 특성을 분석하고, 이에 따른 각각의 전극의 전기적인 특성을 연구하는 등 기초적인 연구를 진행중이다.