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Research Highlights

Revisiting TiS2 as a diffusion-dependent cathode with promising energy density for all-solid-state lithium secondary batteries
  • Year

    2021

  • Author

    BMSL

  • Professor

    Prof. Yong Min Lee, Joonam Park, Seungwon Jung et al.

  • Journal

    Energy Storage Materials (IF=17.789

  • Abstract

    DGIST 에너지공학전공 이용민 교수 연구팀이 한국전자통신연구원(ETRI)과의 공동연구를 통해 고체 전해질 없이 활물질로 이황화티타늄(TiS2)만을 사용하여 양극을 구성하는 새로운 양극 구조를 개발했다. 이 연구는 재료과학분야의 저명한 국제학술지 Energy Storage Materials (IF: 17.789)에 2021년 6월 10일에 출판되었다.

    연구진은 기존에 전극 내부에 리튬이온이 원활하게 이동하도록 하기 위해 고체 전해질을 사용하는 양극 구조에서 고체 전해질의 구성비만큼 활물질이 적게 들어가 에너지 밀도 측면에 한계가 있음을 확인하였고, 황화물계 고체 전해질이 포함된 복합 양극 구조에서 용매와 바인더 선택의 어려움 역시 확인하였다.

    이를 해결하기 위해 연구팀은 양극 구조에서 고체 전해질 없이 활물질(TiS2)과 바인더 만을 사용하는 방법을 제시하였다. 이 방법은 이황화티타늄(TiS2)에 높은 압력을 가해 입자 간 빈틈을 최소화 하는 방법이며, 실험과 모델링을 통해 리튬 이온이 직접 이황화티타늄(TiS2)을 통해 원활하게 확산하는 것을 확인하였다. 이를 통해 고체 전해질이 없는 양극 구조로도 전고체 이차전지 성능을 구현할 수 있음을 증명했다.