유승호 교수와 김미현 학생, 이지은 박사가 함께 등록한 전도성 폴리머 코팅 기반 텔루륨 나노튜브 전극 활물질 기술이 특허로 등록되었습니다. 본 특허는 텔루륨계 전극 소재를 이차 전지에 적용할 때 충방전 과정에서 발생할 수 있는 중간 물질의 용출과 셔틀 효과를 억제하기 위해 고안된 기술입니다. 특허의 핵심은 텔루륨 원자가 쌓여 형성된 텔루륨 나노튜브 표면에 폴리피롤(polypyrrole)과 같은 전도성 폴리머 층을 형성하여, 전극 활물질의 전기적 특성을 유지하면서도 폴리텔룰라이드계 중간체의 용출을 효과적으로 억제하는 데 있습니다. 특히 전도성 폴리머 층은 텔루륨 나노튜브를 보호하는 캡슐화 구조를 형성하여, 반복적인 충방전 중 활물질 손실과 자가 방전 문제를 완화하고 전극 안정성을 높일 수 있도록 설계되었습니다. 이를 통해 고전류 조건에서도 안정적인 용량 유지와 향상된 속도 특성을 확보할 수 있으며, 별도의 호스트 물질에 활물질을 담지하는 기존 방식보다 전극 내 활물질 비중을 높게 유지할 수 있다는 장점이 있습니다. 본 기술은 셔틀 효과 억제와 에너지 밀도 향상을 동시에 달성할 수 있는 전극 소재 설계 전략으로, 차세대 고성능 이차 전지의 실용화 가능성을 높이는 기반 기술로 기대됩니다.
A patent has been granted for a conductive polymer-coated tellurium nanotube electrode material technology for high-performance secondary batteries, jointly developed by Prof. Seung-Ho Yu, Mihyun Kim, and Dr. Jieun Lee. This invention was designed to address the dissolution of intermediate species and the shuttle effect that can occur when tellurium-based electrode materials are used in secondary batteries. The key concept of the patent is to form a conductive polymer layer, such as polypyrrole, on tellurium nanotubes composed of stacked tellurium atoms, thereby suppressing the dissolution of polytelluride intermediates while maintaining the electrical properties of the electrode material. In particular, the conductive polymer layer provides an encapsulating structure that protects the tellurium nanotubes, helping to reduce active material loss, self-discharge, and electrode instability during repeated charge–discharge cycling. As a result, the electrode material can deliver stable capacity retention and improved rate capability even under high-current conditions. In addition, compared with conventional strategies that rely on loading active materials into host structures, this approach can maintain a higher active material fraction within the electrode. This patent is expected to provide a promising electrode material design strategy for next-generation high-performance secondary batteries by simultaneously suppressing shuttle effects and improving energy density.
