매칭 진행 중
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ID
p-074
Cryo-TEM 전극 열화 규명·실리콘 음극 소재 파트너 모집
기업 용역
정부 지원 과제
을 함께 진행할
기업
을 찾는 공고입니다.
충방전 사이클 전후 전극의 마이크로·나노 구조 변화를 Cryo-TEM으로 관찰해 수명 저하 원인을 구조로 설명하고, 그 결과를 중공 SiOx·CNT-실리콘 복합체·MXene/rGO 복합 음극 등 실리콘계 음극 소재 설계로 되돌립니다. 리튬이온 배터리 음극재·셀 제조사의 전극 열화 분석과 실리콘계 음극 소재 개발에 쓰입니다.
게시자 유형
연구실
핵심 키워드
전극 열화 분석
Cryo-TEM
실리콘 음극재
과제 규모
협의 가능
공고 마감일
미정
연구실 소개
연구실 소개
가톨릭대학교 바이오메디컬화학공학과 Micro & Nano System Lab(MiNs Lab)은 나노입자·2D 나노소재(MXene, rGO) 합성과 반도체 공정·3D 프린팅 기반 마이크로·나노 구조 제어를 바탕으로 이차전지 음극 소재를 연구합니다. 중공 SiOx, 다공성 탄소나노튜브-실리콘 복합체 등 실리콘계 음극 소재를 합성하고 사이클 안정성을 평가하며, 교내 첨단 분석 인프라의 초저온 투과전자현미경(Cryo-TEM)으로 소재와 전극의 마이크로·나노 구조를 분석합니다. 배터리 기업의 분석 수요에서 출발하는 공동연구를 지향합니다. - 연구실 홈페이지: mins-labs.com
대표 연구 분야
1. Cryo-TEM 기반 전극 열화 기전 규명 - 충방전 사이클 전후 전극의 마이크로·나노 구조 변화를 초저온 상태로 관찰해, 수명 저하 원인을 구조 변화로 설명하고 개선 방향을 도출합니다. 2. Si/SiOx 나노구조 음극 소재 설계 - 중공 SiOx 나노입자, 다공성 탄소나노튜브-실리콘 복합체, Yolk-shell SiO2/rGO 등 실리콘계 음극의 부피 팽창을 구조로 흡수하는 소재를 합성하고, 사이클 안정성과 전기적 특성을 평가합니다. 3. 2D 나노소재 합성 및 전극 응용 - MXene, rGO 등 2D 나노소재를 합성해 음극 소재와 복합화하고, 구조 안정성과 전도 특성 개선 효과를 구조 분석으로 검증해 전극 적용 조건을 제안합니다.
정부과제 / 산학협력 경험
[음극 소재 특허 · 2025~2026] - 균일 중공 SiOx 나노입자 제조방법 특허 출원(2025.7) - 맥신-환원 그래핀 옥사이드-실리카 복합체 제조방법 특허 출원(2025.8) - 카복시메틸셀룰로오스 분산 다공성 탄소나노튜브-실리콘 복합체 특허 출원(2026.2) [배터리 연구 활동 · 2024~2026] - 리튬이온 배터리 실리콘계 음극 연구 3건 발표(한국공업화학회 2024 추계): 중공 Si 복합 마이크로스피어, Yolk-shell SiO2/rGO-셀룰로스 음극 등 - 연구실 학생 2명 전기화학 부문 우수논문발표상 수상(한국공업화학회 2026 춘계) - 독일 주관 유럽 배터리 전문가 네트워크 EKo-Batt 가입(2025.3) [국가 과제·인프라 · 2025~2030] - 한국기초과학지원연구원 신진인프라 사업 연구책임(2025): Cryo-TEM 등 첨단 분석 장비 활용 기반 구축 - Cryo-TEM·Cryo-FIB-SEM 교내 인프라 고도화사업 참여(2025~2030): 장기 분석 과제 수행 가능 [산학협력] - 코스맥스 산학협력 과제 연구책임(2024·2025·2026, 3년 연속): 기업 요구 사양에 맞춘 과제 운영 경험 - 삼성전자 공동 특허 출원(2023, 바이오물질 검출 소자): 대기업과의 공동 연구개발 경험
연구 희망 개요
연구 희망 및 관심 주제
2027년 정부과제와 용역과제를 목표로 전극 열화 기전 규명과 음극 소재 개선을 함께할 배터리 기업을 찾습니다. 연구실은 Cryo-TEM 구조 분석과 음극 소재 설계·합성을 맡고, 셀 제조·양산·전극 공정은 하지 않습니다. 기업이 보유한 전극 시료, 충방전 사이클 데이터, 열화 이력에 연구실의 구조 분석을 결합해 수명 저하 원인을 규명하고, 그 결과를 실리콘계 음극 소재의 나노구조 설계로 되돌리는 협업을 지향합니다. 전극 시료 1건의 분석 리포트로 시작해 소재 공동개발과 과제 기획으로 넓혀 가는 순서를 제안합니다.
협력 가능 분야
- 기업 전극 시료의 충방전 전후 Cryo-TEM 구조 비교로 열화 원인 1건 규명 (1~3개월 단기 분석 과제) - 사이클에 따른 음극 계면·구조 변화 추적과 수명 저하 메커니즘 리포트 작성 - 중공 SiOx·CNT-실리콘 복합체 등 실리콘계 음극 소재 공동연구 - MXene·rGO 등 2D 나노소재 복합 음극의 구조 안정성 개선 - 분석 결과에 기반한 소재·공정 조건 개선 방향 제안서 작성 - 전극 열화 분석과 음극 소재를 중심으로 한 2027년 정부과제 컨소시엄 공동 기획 - 기업 시료 확보 전 표준 전극·공개 문헌 기반 분석 프로토콜 설계부터 단계적 착수
본 연구 관련 연구실 특장점
- 실리콘계 음극 소재 특허 3건(중공 SiOx, MXene-rGO-실리카, CNT-실리콘/CMC)을 2025~2026년에 연속 출원해, 소재 합성 노하우를 기업 과제에 바로 투입 가능 - 초저온 투과전자현미경(Cryo-TEM) 교내 공용 장비 활용: 민간 기업이 보유하기 어려운 장비로 컨소시엄에서 분석 역할 담당 가능 - Cryo-EM으로 제올라이트 담지 Pd, Pt/CeO2 촉매, 탄소 담체 내 LiAlH4 등 무기 에너지 소재의 구조를 분석한 공저 실적(J. Mater. Chem. A 2021·2022, ACS Nano 2021) - Cryo-EM 시료 그리드·홀더 국내외 특허와 Advanced Materials(2021) 제1저자·Nature Communications(2024) 공동 제1저자 논문 등 Cryo-EM 방법론 실적 - 연구실 학생들이 리튬이온 음극 연구로 한국공업화학회 2026 춘계 전기화학 부문 우수논문발표상 2건 수상 - 유럽 배터리 전문가 네트워크(EKo-Batt) 회원으로 한-독 배터리 산학연 교류 채널 보유 - 한국기초과학지원연구원 인프라 사업 참여로 2030년까지 첨단 분석 장비 활용 기반 확보, 기업 과제 장기 병행 가능
협업 요건
파트너 기대 역할
기업 역할 - 전극 시료, 충방전 사이클 데이터, 열화 이력 등 현장 데이터와 시료 이력 정보 제공 - 음극 소재 요구 사양과 전극 공정 조건(슬러리 코팅, 압연 등) 정보 제공 및 평가 기준 정의 - 개발 소재의 셀 적용, 파일럿 스케일 검증(코인셀·파우치셀 등) 및 결과 피드백 제공 - 정부과제 공동 기획, 양산 가능성 검토 및 후속 용역·공동연구 연계 연구실 역할 - Cryo-TEM 기반 전극 마이크로·나노 구조 정밀 분석 수행 - 충방전 사이클에 따른 열화 기전 규명과 소재·공정 개선 방향 도출 리포트 제공 - 실리콘계 음극 소재 설계·합성 및 나노구조 제어, 사이클 안정성 평가 - 분석 결과의 논문화 및 정부과제 제안서·기술 자료 작성 지원, 정기 진행 보고
협업 파트너 희망 요건
- 리튬이온 배터리 음극재 기업 및 실리콘·SiOx 음극 소재 기업 - 배터리 셀 제조사의 선행 개발·품질 분석 부서 (전극 열화 원인 규명 수요) - 전극 제조·ESS 기업 (수명 저하 원인 분석 수요) - 배터리 소재 스타트업 (Cryo-TEM 분석 인프라 공동 활용 수요) - 음극용 탄소·그래핀·MXene 등 2D 나노소재 및 도전재 기업 - 실리콘 음극용 바인더(CMC 등)·탄소나노튜브 도전재·전극 첨가제 기업 - 배터리 전극 분석 서비스가 필요한 부품·장비 기업 - 2027년 정부과제 컨소시엄을 함께 기획할 의향이 있는 기업 - 기업 규모·지역 무관 / 시료 분석·자문·분석 리포트 등 비대면 진행 건은 지역 무관