새로운 합금 설계로 더 빨리 충전되고 더 오래 지속되는 고체 배터리에 전력을 공급할 수 있음

새로운 합금 설계로 더 빨리 충전되고 더 오래 지속되는 고체 배터리에 전력을 공급할 수 있음

November 07, 2025

 

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[ Microscope images and schematic illustrations of a lithium-aluminum alloy electrode with enhanced lithium diffusion pathways. Credit: Yuju Jeon ]

 

New Alloy Design Could Power Solid-state Batteries that Charge Faster and Last Longer

November 07, 2025

 

캘리포니아 대학교 샌디에이고 캠퍼스 엔지니어들이 공동으로 이끄는 연구팀은 차세대 고체 전지의 성능과 내구성을 크게 향상시킬 수 있는 금속 합금 음극에 대한 새로운 설계 전략을 개발했습니다. 이 연구는 전기 자동차를 위한 실용적이고 고성능의 에너지 저장 기술을 개발하는 데 도움이 될 것으로 기대됩니다.

연구팀은 리튬-알루미늄 합금으로 제작된 음극에 집중했습니다. 리튬 이온이 재료의 여러 상, 즉 리튬이 풍부한 "베타" 상과 리튬이 부족한 "알파" 상을 어떻게 이동하는지, 그리고 이러한 상들이 배터리 성능에 어떤 영향을 미치는지 연구했습니다. 연구진은 리튬과 알루미늄의 비율을 조절함으로써 합금의 베타 상 분포를 제어할 수 있었습니다.

연구진은 베타상의 비율을 증가시키면 금속 합금 내 리튬의 이동이 크게 향상된다는 것을 발견했습니다. 베타상은 리튬 이온이 알파상을 통과하는 것보다 최대 100억 배 더 빠르게 확산되는 경로를 제공했습니다. 또한 베타상은 전극 구조를 더욱 조밀하고 안정적으로 만들고 전극과 고체 전해질 사이의 리튬 확산 경로를 향상시켰습니다.

테스트 결과, 베타상이 강화된 리튬-알루미늄 합금 전극을 사용한 배터리는 높은 충전-방전 속도를 보였으며, 2,000회 충전 사이클 이상에서도 용량을 유지했습니다.

 

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연구진은 이번 연구가 리튬-알루미늄 합금에서 베타상 분포와 리튬 확산 거동 사이의 상관관계를 규명한 최초의 연구라고 밝혔습니다. 이 연구 결과는 더 높은 에너지 밀도, 더 빠른 충전 시간, 그리고 더 긴 수명을 가진 미래 합금 기반 전극의 설계에 도움을 줄 수 있을 것입니다.

Nature Communications 에 게재된 이 연구는 UC 샌디에이고 제이콥스 공과대학 연구원인 정 첸(Zheng Chen)과 유주 전(Yuju Jeon)이 주도했습니다. UC 어바인, UC 산타바바라, 그리고 LG 에너지 솔루션의 연구진이 공동 연구자로 참여했습니다. 이 연구는 LG 에너지 솔루션-UC 

샌디에이고 프론티어 연구소의 지원을 받았습니다.

(https://today.ucsd.edu/story/new-alloy-design-could-power-solid-state-batteries-that-charge-faster-and-last-longer)

Nature Communications

 

Article  Open access  Published: 31 October 2025 

Lithium diffusion-controlled Li-Al alloy negative electrode for all-solid-state battery

(전고체 전지용 리튬 확산 제어 Li-Al 합금 음극)

 

Yuju Jeon, Dong Ju Lee, Hongkui Zheng, Sesha Sai Behara, Jung-Pil Lee, Junlin Wu, Feng Li, Wei Tang, Lanshuang Zhang, Yu-Ting Chen, Dapeng Xu, Jiyoung Kim, Min-Sang Song, Anton Van der Ven, Kai He & Zheng Chen

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선진상사는
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[선진상사의 미8군과 리튬이온 배터리 관련 계약,하청업체 자료입니다.]

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전기버스 (Lithium iron phosphate battery)배터리 및 바다열차 (Lithium-ion battery)배터리 수거하였습니다.

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