KITECH 생산기술 전문지

본 연구에서는 리튬 금속 음극의 균일한 박막 제조를 위해 전해도금 공정을 적용하고, 전해도금 시 발생하는 리튬 덴드라이트 성장 문제를 해결하기 위한 방안을 연구하였다. 전해도금 공정을 이용한 리튬 음극 제조 시, 리튬이 불균일한 덴드라이트 형태로 성장하여 전극 구조의 밀도가 낮아지고, 이로 인해 충·방전 과정에서 국부적인 전류 집중 및 비균일한 반응이 유발될 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 본 연구에서는 가압 전해도금(pressurized electroplating) 기법을 적용하여 덴드라이트 성장을 억제하고, 균일한 기둥형(columnar) 구조의 고밀도 리튬 전극을 형성하는 방법을 개발하였다. 그 결과, 기존 상용 압연 리튬포일 대비 전극 구조의 균일성이 향상되었으며, 이에 따라 충·방전 과정에서 보다 균일한 전기화학적 반응이 유도되어 안정성이 증가함을 확인하였다. 또한, 연속 제조 공정 적용을 위해 더블 벨트 프레스(double-belt press) 방식을 활용하여, 가압 상태에서 리튬을 연속적으로 전착할 수 있는 장비를 개발하였다. 이를 통해 연속 공정에서도 균일한 리튬 전착층을 형성할 수 있는 기술적 기반을 마련하였다. 본 연구는 가압 전해도금 기법이 리튬 금속 전극의 구조적 균일성과 충·방전 안정성을 확보하는 데 효과적임을 입증함과 동시에, 리튬 금속 음극의 연속 제조 가능성을 확대하는 데 기여할 것으로 기대된다.

키워드 가압 전해도금; 리튬 덴드라이트 억제; 리튬 금속 음극; 연속 제조 공정; 더블 벨트 프레스