본 기술은 음극 집전체 위에 제1실리콘계 활물질과 탄소체로 이루어진 고전도 활물질층을 만들고, 그 위에 전기전도도가 상대적으로 낮은 제2실리콘계 활물질 3차원 격자구조체를 배치하여, 충전 전류를 기공 하단으로 모아 리튬의 균일한 핵생성과 수직 성장을 유도하는 기술입니다.
리튬 금속 음극은 충·방전 중 전류 밀도가 고르지 않아 수지상(dendrite)이 자라고 부피 팽창이 일어나는 문제가 있었습니다. 이로 인해 화재나 폭발 위험이 커지고 전지 수명이 짧아지는 한계가 존재했습니다.
본 기술은 활물질층의 전기전도도가 3차원 격자구조체보다 60~80배 높도록 설계해, 리튬이온이 공극 하부의 활물질층 표면부터 위쪽으로 차례로 전착되도록 구성됩니다. 여기에 실리콘 나노입자가 친리튬성 부위를 제공해 리튬 전착의 균일성과 가역성을 함께 높입니다. 이 기술은 리튬 금속 전착을 활용하는 고에너지밀도 금속 전지와 드론·전기항공기용 경량 셀에 적용될 수 있어, 수지상 성장에 따른 화재 위험을 낮추고 사이클 중 부피 변화를 격자 내부 공간으로 흡수할 수 있습니다.
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