시뮬레이션을 통한 실리콘 나노필라의 부피팽창 및 파괴거동 분석 평가© News1

한국연구재단은 스탠포드대학 이추이(Yi Cui, 교신저자) 교수팀의 이석우 선임연구원과 이현욱 박사후연구원(공동 제1저자)이 실리콘 물질의 부피 팽창과 파괴 거동(깨지는 움직임 및 방향)의 비밀을 밝혀냈다고 7일 밝혔다.이번 연구로 10배 강력한 차세대 리튬이온전지 개발이 가능해 질 것으로 전망된다.

연구진은 단일 입자가 아닌 실리콘 물질 간 상호작용에 주목해 이 물질을 여러 개의 나노 필라로 만들어 시뮬레이션과 인시츄(in-situ) 투과전자현미경을 활용해 관찰했다.

관찰 결과 여러 개의 실리콘 입자가 서로 영향을 주고받아 단일 입자일 때와는 다르게 부풀고 깨지는 것을 알아냈다.

연구진은 실리콘 물질을 음극으로 하는 리튬이온전지를 개발할 때 이를 활용하면 실리콘 입자를 나노 크기로 만들지 않고도 입자들의 상호작용을 이용해 부피 팽창과 그에 따른 파괴를  줄일 수 있을 것으로 기대하고 있다.이석우·이현욱 연구원은  “인시츄 투과전자현미경이라는 새로운 분석 방법을 통해 향후 실리콘뿐만 아니라 아직 밝혀지지 않은 다른 이차전지 소재 연구로 확장할 계획”이라고 밝혔다.

이번 연구결과는 네이처 커뮤니케이션스지(Nature Communications) 지난달 26일자 온라인판에 게재됐다.


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