Decoding Polaron Dynamics to Overcome Degradation in Ni-Rich and Li-rich Layered Oxide Cathodes for LIB: A First-Principles Investigation.
개인기초연구(과기정통부)(R&D) · 우수연구-세종과학펠로우십(복귀·유치트랙)
2026년
2710111538
과학기술정보통신부
한국연구재단
부산대학교
SANNYAL ARINDAM
1명
2026.09.01 ~ 2027.08.31
2026.09.01 ~ 2031.08.31
1.1억원
1.1억원
기초연구
대학
부산광역시 금정구
화학 > 물리화학 > 양자화학/전산화학
... 고니켈(NCM/NCA) 및 리튬 과잉 층상 산화물 양극재에서 발생하는 구조 열화와 성능 저하의 근본 원인을 폴라론 거동 관점에서 규명하고, 이를 예측·제어할 수 있는 제일원리 기반 이론 및 계산 플랫폼을 구축하는 것이다.구체적으로는 소형 전자·정공 폴라론, 산소-정공 상태, 전자-포논 결합이 전이 금속 이동, 산소 불안정성, 전압 저하 및 용량 감소를 어떻게 유발하는지를 정량적으로 분석하고, ...
... 팔면체/사면체/팔면체 이동 경로에서 폴라론 및 산소-정공 점유가 이동 장벽에 미치는 영향을 규명한다.또한 클러스터 전개와 고속 고처리 계산을 통해 대규모 구조 공간에서 폴라론 수정 이동 장벽 데이터를 축적하고, 이를 바탕으로 핵심 전자적 지표와 이동 장벽 간의 상관관계를 학습하는 머신러닝 모델을 구축한다. 계산 결과는 라만 및 XRD 실험 경향과 비교하여 검증한다.
본 연구를 통해 구축되는 폴라론 지도, 전이금속 이동 장벽 데이터베이스, 구조-전자물성 상관관계는 고에너지 리튬이온전지 양극재의 열화를 예측하고 제어하기 위한 핵심 설계 도구로 활용될 수 있다. 이는 도펀트 및 구조 모티프에 대한 계산 기반 사전 스크리닝을 가능하게 하여 실험적 시행착오를 줄이고 연구개발 비용과 시간을 크게 절감할 것이다.폴라론 기반 열화 메커니즘의 ...