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사회적 문제

• ㅇ (산업 동향) 전기차 보급 및 ESS 시장 확대에 따라 글로벌 배터리시장 석권을 위해서는 초격차 기술 확보가 관건인 만큼
      리튬이온 이차전지 시스템의 한계 극복이 중요
  • - 현재 상용 리튬이온 전지에 사용되는 흑연 및 실리콘 음극재는 용량 및 에너지밀도를 높일 수 있는 기술적 한계 도달
  • - 지구내 한정된 전이금속 함량 부족과 이차전지 수요 급증에 따라 전세계 공급망 위기 및 원자재 가격 폭등 우려
  • => 고에너지 밀도의 얼티밋 리튬이온 이차전지 시스템 기술 개발(Ultimate LIB) 및 전이금속의 사용을 최소화하는 미래
        에너지 저장장치 기술 개발 필요(Post LIB)

현재 문제해결 방식

• ㅇ (기존 방향) 리튬메탈 음극은 차세대 리튬이차전지로 나아가기 위한 길목 기술로써 원천기술 확보의 중요성·필요성에도
      불구하고, 짧은 수명 및 안전 문제 등을 해결할 수 있는 뚜렷한 성과는 부재
• - 기존 리튬 메탈 음극 연구는 명확한 설계 지침에 기반하지 않고 각 요소 기술의 지엽적인 측면에서의 결과적인 성능*
     개선에 국한
• * 리튬 메탈 음극의 성능에는 리튬의 침상 성장, 안정적인 SEI(Solid Electrolyte Interface) 층 형성, 계면 저항, 전해질
     조성 및 전해질 첨가제 등 다양한 요소들이 복합적으로 작용
• => ① 다양한 스케일에서 리튬메탈 벌크, 계면, 전지 구성요소와의 상호작용을 분석하고, 다시 ② 종합적인 관점에서의
      문제 파악 및 해결 시도 필수적

새로운 아이디어

• 핵심 아이디어
  차세대 이차전지 시스템에 범용적 적용을 목표로 하는 다차원 구조의 리튬메탈 전극 복합체 개발을 통해, 설계 지침 및 핵심기술 확보
• ㅇ (실시간 분석) 리튬메탈 소재의 측정 및 특성화, 대면적화 공정 연구 지원을 위한 실시간 멀티스케일 분석 플랫폼 구축
• ㅇ (혁신소재 연구) 전극 설계 및 제작 방법론을 혁신적으로 전환하여 ‘Assembly’ 개념을 적용한 새로운 리튬메탈 음극 소재
      개발
  • - 다차원 구조의 충전개시형 및 방전개시형 리튬메탈 전극 복합체 개발
  • - 리튬메탈 전극 복합체의 구동 특성에 맞춤화된 계면 설계 및 합성으로 하나의 기능화된 모듈로서
       LEA(Lithium Electrode Assembly) 개발
• ㅇ (Post-LIB 검증) 차세대 음극에 범용적으로 요구되는 고이용률·고출력·장수명 특성에 최적화된 혁신소재 설계 및
      Post-LIB 실증 추진