'질산리튬 보호막' 폭발 없는 배터리 만든다

송고 2021.04.14 12:21 | 수정 2021.04.14 12:26
EBN 손병문 기자 (moon@ebn.co.kr)

포스텍 박수진 교수팀 '계면활성제 역할 다기능성 박막 기반 차세대 전지' 개발

세계적인 탄소배출 규제강화 움직임에 따라 전기차 수요가 급증세다. BMW, 폭스바겐, 테슬라, 볼보, GM 등 글로벌 완성차 업체들도 연이어 전기차 생산을 높인다고 발표했다. 그러나 배터리 폭발로 인한 화재사고 등 불안 요소는 여전히 남아 있다.

포스텍(POSTECH·포항공과대학교) 화학과 박수진 교수, 이정인 박사, 통합과정 조성진씨 연구팀은 기존 사용하는 배터리 제조 시스템을 변화시키지 않고 쉬운 제조 방법으로 리튬 금속 보호막을 제조하는데 성공했다고 14일 밝혔다.

통상 사용되는 카보네이트 계열 전해질에서 높은 에너지 밀도를 안정적으로 구현하는 리튬 금속 배터리를 제조할 수 있는 새로운 방법이다. 연구 결과는 국제학술지 '에너지 스토리지 머티리얼즈(Energy Storage Materials)' 온라인판에 소개됐다.

ⓒ포스텍

리튬 금속은 높은 에너지 밀도를 구현한 배터리 음극 물질이다. 그러나 리튬 금속은 높은 반응성으로 인해 카보네이트 계열 전해질에서 불안정한 반응을 일으키고, 안정성을 저하시키는 단점을 지닌다.

연구팀은 이온화된 질산리튬이 정전기적 인력으로 결합된 마이셀 형태의 블록 공중합체 보호막 제조를 통해 카보네이트 계열 전해질에서도 높은 안정성과 성능을 나타내는 리튬 금속 배터리를 구현했다.

마이셀 보호막은 리튬 금속과 전해질과의 직접 접촉을 막으면서 이온 전도성이 높은 고체 전해질 계면을 형성, 리튬의 모형을 안정적으로 유도했다. 또한 얇은 두께의 리튬 음극, 넓은 면적 용량, 높은 전류밀도 등 가혹 조건에서 실시한 평가에서 300 사이클이 넘도록 장시간 수명 안정성을 유지했다.

박수진 교수는 “리튬 금속 음극은 높은 에너지 밀도를 구현해 차세대 음극 물질로 각광 받는 물질인데 안정성이 너무 좋지 않아 상용화에 어려움이 있었다. 일반적으로 리튬 음극 배터리는 카보네이트 계열 전해질에서는 상대적으로 안정성이 좋지 않은데 이번 연구에서 이런 문제를 해결했다. 파우치 셀 제작과 같이 대면적화에도 적합하고 고온에서도 안정적으로 구동되는 리튬 금속 배터리 시스템 실현이 가능할 것"이라고 전했다.

USD$	1,329.9	▼1.9
EUR€	1,484.2	▼2
JPY¥	923.9	▼9
CNH¥	188.6	▲0.5

'질산리튬 보호막' 폭발 없는 배터리 만든다

관련기사

전체 댓글 0

매매기준율