동국대 물리학과 손정인 교수와 국민대 신소재공학과 홍승현 교수 공동연구팀은 열역학적으로 안정한 금-플루오린(Au-F) 계면층 기술을 개발했다고 29일 밝혔다.
뉴시스 보도에 따르면, 해당 연구는 물리화학·소재·나노 분야 국제 저명 학술지 '어드밴스드 에너지 머티리얼즈(Advanced Energy Materials)'에 2025년 9월 게재됐으며, 표지논문으로도 선정됐다.
무음극 전고체 리튬 금속 배터리는 전통적인 음극 소재를 제거하고 구리 집전체만을 사용하며, 차세대 고에너지 밀도 배터리로 주목받고 있다.
그러나 구리와 리튬 간의 격자 불일치로 인해 초기 리튬 증착이 불균일하게 일어나며, 이는 수지상 성장을 유발해 리튬 손실과 효율 저하를 초래한다. 이에 균일한 리튬 증착을 유도하는 '계면 제어 기술'이 문제 극복을 위한 핵심 과제로 부상하고 있다.
연구팀은 금-플루오린 계면층 기술을 개발해 이러한 문제를 해결했다.
이번에 개발된 금-플루오린 계면층은 리튬 증착 에너지 장벽을 효과적으로 낮추고 이온 확산을 정밀하게 제어한다. 이에 수지상 성장을 근본적으로 억제할 수 있다.
손 교수는 "무음극-전고체 배터리에서 리튬의 균일한 증착이 배터리 성능과 계면 안정성에 결정적 역할을 한다"며 "이를 적용한 배터리는 차세대 고성능 무음극-전고체 배터리 상용화를 앞당기는 데 크게 기여할 것"이라고 강조했다.
한편 이번 연구는 한국연구재단 나노 및 소재기술개발사업과 중견연구자사업 지원을 받아 수행됐다.
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