Widespread use in smart grid and electric transport applications, the energy density of battery needs to be improved beyond the scope of modern Li-ion battery. Based on the conversion reactions, Li-S and Li-Se systems hold great potential in improving energy density. That advantage, combined with low cost, suggests that this alternative technology shows promise for high-energy storage applications. However, the mechanism of conversion reactions is not fully understood, which results in low electronic and ionic conductivity and loss of active materials. Herein, we applied first principle calculation to gain deeper insight in the operational mechanism of Li-S and Li-Se battery. On top of that, we suggested new methods to identify and evaluate effective additive that can improve both kinetics and thermodynamics by controlling the intermediates.
재생에너지의 개발에 있어서 에너지의 자정 기술의 기반이 될 수 있는 전지 관련하여 그 특성을 극대화하는 것이 중요하다. 이에 따라 기존의 리튬이온기술의 intercalation 방식이 아닌 conversion 반응을 기반으로 하는 리튬 설퍼 와 리튬 셀레늄 전지 기술은 차세대 리튬이온 전지로서 큰 가능성을 갖고 있다. 하지만, 전극의 전도성, 구동 중 중간체의 손실 등 상용화하기에는 부족한 점들이 많이 있다. 게다가 이러한 단점들이 나타나는 이유 등을 설명할 수 있는 구동 메커니즘에 대한 이해가 부족하다. 이에 따라 본 연구에서는 리튬 설퍼 와 리튬 셀레늄 전지에 대해 제일원리 계산을 통해 그 구동 메커니즘을 밝히고자 한다. 이에 더해 첨가제의 역할을 규명함으로써 새로운 첨가제를 개발하는 기준을 찾고 리튬 설퍼 와 리튬 셀레늄 전지의 개발에 대한 방향성을 설정하고자 한다.
