나노에너지소자 연구실(Nano Energy Device Lab)

본 연구실은 리튬이온 이차전지(Li-ion secondary battery), 고체산화물 연료전지(SOFC), 유리 및 포토닉스재료 등의 에너지 저장/변환 소자, 에너지 저감 소재/공정에 대한 연구를 중점적으로 수행하고 있습니다. 리튬이온 이차전지에 관한 연구는 황화물/산화물계 Li Superionic Conductor (LISICON) 고체전해질을 개발하고 이를 벌크형/박막형 전고상전지(All-Solid-State Battery)에 적용하여 구현하는 연구를 수행 중입니다. 특히 황화물계 전해질을 활용하여 차세대 고용량/고출력 전지 시스템인 칼코지나이드 전고상전지 및 리튬/황전지 기술분야에서 세계적인 선도적 연구그룹으로 성장하고 있습니다. 고체산화물 연료전지는 신개념 셀 공정인 전계분무증착(ESD, ESSD) 기술에 중점적으로 연구하고 있습니다. 이 기술을 이용하여 기존공정으로는 구현하기 매우 어려운 전극 및 전해질 미세구조 제어, 계면 제어, 기능층 구조 구현 등이 가능하며 이를 평판형, 원통형 셀에 적용하여 단위전지의 성능을 대폭 향상시키는 연구를 수행 중입니다. ESSD(Electrospray Slurry Deposition)법은 Aerosol science에 바탕으로 한 신개념의 증착법으로서, 마이크로미터 스케일의 기공을 가진 Porous substrate 위에도 치밀한 막을 증착 할 수 있는 등 다양한 형상과 상태의 기판 위에 박막 및 코팅을 제조 할 수 있다는 장점을 가지고 있을 뿐만 아니라 기존의 스크린 프린팅과 같은 후막기술에 대비하여 극소화된 분산제, 첨가제만을 사용함으로써 막 형성 시 shrinkage를 최소화하고 미세구조 제어를 정밀하게 할 수 있는 획기적인 기술로서 기존의 후막공정을 대체할 수 있는 기술로 발전시켜 가고 있습니다. 유리 및 포토닉스재료 분야에서는 차세대 Flexible display용 박판기판유리, 정보기기용 화학강화유리기판, 차세대 유리인 Low-E glass용 에너지 관류제어용 코팅막 연구, 고순도 실리카 유리 소재/공정 개발, 광통신용 집적광학소자, 유리의 레이저 손상에 관한 연구를 수행 중입니다. Nano Energy Device Laboratory (NEDL) is focusing on the Li-Ion secondary Batteries (LIB), Solid Oxide Fuel Cells (SOFC), and Glass & Photonic materials. The research on the LIB is focused on developing new Li Superionic Conductor (LISICON) solid electrolytes and applying these materials to all-solid-state battery system. The battery systems being developed in this research group comprise 1) bulk type all-solid-state battery for 1000km Electric Vehicle(EV) employing sulfide/oxide solid electrolyte, and 2) all-solid-state battery thin film battery for smart micro devices, aerospace, military, and extreme environment applications. In this field, this research group is one of leading research team in the world. The researches on SOFCs are focused on the development of an advanced cell fabrication process using Electrostatic Slurry Spray Deposition (ESSD) technique which is the most promising method to deposition not only porous but also thin and dense films. Using this new process technique, the whole SOFC single cell (anode/electrolyte/cathode) is fabricated in the form of semi-thin film type. Especially, this technique enables the single cell with a ~2mm thick electrolyte layer deposited on a porous anode substrate. We are also developing the advanced cell structures with various functional layers and new electrolyte/electrode materials which are very difficult or impossible to fabricate by conventional thick film processes. ESSD technique is being developed to a promising candidate replacing conventional thick film processes utilizing the advantages of coating and fabricating thin film on the substrate with various shape surfaces. This technique can be applied to numerous processes such as SOFC, all-solid-state LIB, Solar cell, various functional coating as a large-scale/low-cost/ambient film process. In Glass & Photonic materials research field, this group is developing ultrathin/flexible glass substrate for the next generation flexible display, Chemically strengthened glass substrate for smart devices, coating materials/processes for low-E glass, fundamental study on the properties and processes of high purity silica glass, integrated optic devices for optical communication, laser-glass interactions, etc.