KAIST, 전기차 차세대 무음극 배터리 퇴화 막을 단초 마련 작성일 11-05 181 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="pUuX0PloxE"> <figure class="figure_frm origin_fig" dmcf-pid="UlSDC3o9Pk" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="연구진들. 맨 위부터 시계방향으로 김세훈 박사과정, 최남순 교수, 강하늘 석사과정, 이정아 박사과정." class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202411/05/etimesi/20241105110052968fgbv.jpg" data-org-width="700" dmcf-mid="031vX9rRQD" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202411/05/etimesi/20241105110052968fgbv.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 연구진들. 맨 위부터 시계방향으로 김세훈 박사과정, 최남순 교수, 강하늘 석사과정, 이정아 박사과정. </figcaption> </figure> <p dmcf-pid="uckijT6F8c" dmcf-ptype="general">한국과학기술원(KAIST·총장 이광형) 연구진이 무음극 배터리를 고성능화시킬 방안을 제시했다.</p> <p dmcf-pid="7EDLcWQ08A" dmcf-ptype="general">KAIST는 최남순 생명화학공학과 교수팀이 전극 계면에서 일어나는 반응의 비가역성과 계면피막 구조의 변화를 체계적으로 분석해 무음극 배터리 퇴화 원인을 규명했다고 5일 밝혔다.</p> <p dmcf-pid="z86qfats8j" dmcf-ptype="general">전기자동차에 사용되는 무음극 배터리는 1회 충전에 800㎞ 주행, 1000회 이상 배터리 재충전이 가능할 것을 전망하는 꿈의 기술로 알려져 있는데, 무음극 배터리는 리튬금속 배터리 대비 성능이 현저하게 낮다.</p> <p dmcf-pid="qK90BJGkPN" dmcf-ptype="general">연구팀은 무음극 배터리 첫 충전 과정에서 구리 집전체 표면과 전착된 리튬 표면에서 바람직하지 않은 전해질 분해반응이 일어나 계면피막 성분이 불안정하게 변하는 것을 밝혀냈다.</p> <p dmcf-pid="B6PB4NFOPa" dmcf-ptype="general">배터리 제조 직후에는 용매가 구리 집전체 표면에 흡착해 초기 계면 피막을 형성하고, 충전시 양극으로부터 구리 집전체로 이동된 리튬 이온이 구리 집전체 표면에서 전자를 받아 리튬금속으로 전착되면 그 표면에서 전해질 음이온이 분해돼 계면 피막이 형성됨을 규명했다.</p> <p dmcf-pid="bMR2QkUl6g" dmcf-ptype="general">배터리 제조 직후 집전체 표면에서 용매가 분해돼 계면 피막을 만들고 그 후 전해질의 갈바닉(두 금속을 접촉시켜 전해질에 담그면 한쪽이 부식되는 과정) 및 화학적 부식에 의해 계면 피막성분이 불안정한 성분으로 변하고 리튬금속 전착 및 탈리 반응이 크게 감소했다.</p> <p dmcf-pid="KkEnAyP36o" dmcf-ptype="general">특히, 리튬금속에 대한 높은 반응성을 가진 전해질 음이온은 충·방전 동안 계속해서 분해돼 리튬금속 계면피막을 두껍게 하고 리튬염 농도를 감소시킨다.</p> <p dmcf-pid="96PB4NFO4L" dmcf-ptype="general">이로 인해 리튬이온과 상호작용하지 않는 자유 용매가 많아지게 된다. 이 자유 용매는 분해가 잘되기 때문에 분해산물이 양극 표면에 쌓여 저항이 증가하고 양극 구조 열화를 연쇄적으로 발생시켜 무음극 배터리 성능을 퇴화시키게 된다.</p> <p dmcf-pid="2tFy5Vsd6n" dmcf-ptype="general">연구팀은 무음극 배터리의 열화를 막기 위해서는 안정한 초기 전극 계면 피막을 만들어 전해질의 갈바닉 및 화학적 부식을 감소시키는 것이 필수적이라고 밝혔다.</p> <p dmcf-pid="VAcJNv8tPi" dmcf-ptype="general">최남순 교수는 “이번 성과는 향후 무음극 기술에 기반한 고에너지 차세대 배터리 시스템 개발에 중요한 실마리를 제공할 것”이라고 연구 의미를 강조했다.</p> <p dmcf-pid="f1tTZ2mexJ" dmcf-ptype="general">이번 연구는 '에너지 스토리지 머티리얼즈'에 10월 6일 자 온라인 공개됐고, 표지 논문으로 선정됐다.</p> <p dmcf-pid="4f472o5r4d" dmcf-ptype="general">한편 이번 연구는 현대자동차 지원을 받아 수행됐다.</p> <p dmcf-pid="80pGF8CnQe" dmcf-ptype="general">김영준 기자 kyj85@etnews.com</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 전자신문. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 산업부, AI활용 기술개발 수요조사…연구설계·자율실험 대상 11-05 다음 美 대선 앞둔 ISS…NASA 우주인은 어떻게 투표하나 [우주로 간다] 11-05 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
