금속 리튬의 강한 반응성을 이차전지에 안정적으로 저장하여 동력으로 사용하고자 하는 노력은 길게 잡아 200년, 짧게는 50년 이상 계속되고 있으며 상용 리튬-이온 이차전지가 사용된 지는 30년에 이르고 있다. 2019년에 리튬-이온 이차전지 기술의 개념 실증, 핵심 양극물질 개발, 그리고 전지개발의 주역 3인에게 공동으로 노벨 화학상이 주어진 것은 에너지 저장장치 기술이 현대 사회에 얼마나 중요한가를 잘 보여주는 예라 할 것이다.

이차전지의 역사는 새로운 전지시스템이 계단형으로 에너지밀도를 증가시켜 왔다. 이는 당대의 시점까지 축적된 재료기술, 전극기술 그리고 전지구성기술이 병합되어 새로운 발명이 이루어졌음을 뜻한다. 최근 나노 기술의 급속한 발전은 금속 리튬의 석출과 용해 반응과정과 이에 관여하는 전해액의 역할에 대한 이해를 깊게 하였으며, 금속 리튬의 강한 반응성을 제어할 수 있는 물질 단위에서의 단서들을 제공하였다.

[ Multi-Scale Level Design Strategy for Producible Lithium Metal Battery ]

본 연구에서는 리튬-이온전지를 뛰어넘어 궁극의 목표인 금속 리튬 이차전지로 가기 위해 나노 스케일에서 제시된 선행 연구결과들을 기초로 리튬 금속을 기존 리튬-이온전지 활물질과 융합하여 메조 스케일에서 구현하여 현존  리튬-이온전지 공정이 수용 가능한 활물질과 이를 이용한 전극개발을 통해 리튬 금속 전지 구성이 가능하도록 하고, 전극 스케일에서 리튬의 석출과 용해 그리고 이동 특성을 동시적으로 조망하여 균형적인 특성이 발현되는 전지 구성을 위해 필요한 요소 소재 기술 및 전극 설계 기술을 연구, 개발하고 자 한다.