전고체 배터리 기술 확보…산업계 이전 추진 > IT/과학기사 | it/science

국내 연구팀이 전기차에 쓸 수 있는 수준의 이온전도성과 유연성을 지닌 전고체 전지를 개발했다. 전고체 전지는 전기차나 에너지저장장치ESS 등에 흔히 쓰이는 리튬이온 전지와 달리 화재 위험이 없다는 점에서 주목받는 차세대 이차전지지만 이온전도성과 유연성을 모두 갖추는 게 과제였다.

한국기초과학지원연구원은 25일 김현우 소재분석연구부 선임연구원과 김영식 울산과학기술원UNIST 에너지화학공학과 교수 공동 연구팀이 상용화가 가능한 수준의 높은 이온전도성과 유연성을 지닌 산화물 기반 전고체 전지를 개발했다고 밝혔다. 연구팀은 확보한 원천기술을 국내 산업계에 이전할 계획이다.

리튬이온 전지는 전기차 등 다양한 분야에서 에너지 저장장치로 쓰인다. 하지만 유기 액체전해질 기반의 리튬이온 전지는 누액과 열에 의한 화학 반응으로 화재 사고의 위험이 있다. 반면 전고체 전지는 열적 안정성이 우수한 고체를 전해질로 사용해 화재 위험이 없다.

전고체 전지에 쓰이는 전해질은 크게 황화물계와 산화물계로 나뉜다. 이 중 산화물계 고체전해질은 상온에서 뛰어난 이온 전도도를 보이지만 외력이 가해지면 잘 깨지는 성질이 있다. 이런 이유로 얇은 두께의 전해질막 구현이 어렵다. 김 선임연구원은 “이는 부피가 작으면서도 에너지밀도가 높은 전고체전지를 만들기 어려웠다는 것”이라고 설명했다.

연구팀은 산화물계 고체전해질의 유연성을 확보했다. 고온에서 완전 소멸해 버리는 카본 재질의 ‘희생 템플레이트’을 이용해 고체전해질을 합성했다. 이 템플레이트는 모양 변형이 가능해 필요에 따라 원하는 디자인으로 고체전해질을 만들 수 있다. 또 기계적 강도와 유연성을 높이기 위해 ‘PEO’란 고분자를 첨가했다.

연구팀은 “자유 변형이 가능하면서도 얇은 두께의 고체전해질을 만들었다”며 “50회 이상의 굽힘 실험에도 기계적 강도를 유지했으며 상용화가 가능한 수준의 이온전도도 보였다”고 밝혔다.

이번 연구는 국제학술지 ‘저널 오브 머티리얼즈 케미스트리 A’에 지난 7월 공개됐다. 김 선임연구원은 “전고체전지 상용화를 위한 원천 기술을 확보했다”며 “국내 산업계 경쟁력을 높일 수 있을 것”이라고 밝혔다.

▶ “젊은이 앞엔 서지 않기”…공짜 지하철 타는 노인들의 규칙이란

▶ “엔화 싸다고 좋아했는데”…시름에 빠진 일학개미 무슨일

▶ 자고 일어나면 새로 생긴다는 ‘이 가게’…청년사장들 다 몰렸다는데

▶ 귀성 ‘이날’은 피하세요…추석 연휴 4000만명 이상 이동

▶ 레고 “4억달러 헛돈 썼다”…‘탈석유 장난감 개발’ 3년만에 포기

Copyright ⓒ 매일경제. All rights reserved. 무단 전재, 재배포 및 AI학습 이용 금지.