고전압 전기차 배터리, 젤 전해질로 2.8배 오래 간다 작성일 11-05 46 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">UNIST⸱KRICT⸱KETI 공동 연구진</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="YRVHb9vmoP"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="d6df88ab8087ff1ddd3150ef7dcf1e147f41c5b0fbf2e067907f54c3afa24716" dmcf-pid="GefXK2TsN6" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="전기차 배터리를 충전하는 모습./Pixabay" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202511/05/chosunbiz/20251105134252996lpuw.jpg" data-org-width="1920" dmcf-mid="ups36QZva9" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202511/05/chosunbiz/20251105134252996lpuw.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 전기차 배터리를 충전하는 모습./Pixabay </figcaption> </figure> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="cb7e0d51766425803ea6280c5dee362ec78343317adc06eb1006563cafd95674" dmcf-pid="Hd4Z9VyOc8" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202511/05/chosunbiz/20251105134253239bbnz.png" data-org-width="1232" dmcf-mid="7gAGb9vmkK" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202511/05/chosunbiz/20251105134253239bbnz.png" width="658"></p> </figure> <p contents-hash="615becea5f24c4077e9bf8c166c0a03b7d6298b675de7718024485f1029c0ca2" dmcf-pid="XJ852fWIg4" dmcf-ptype="general">장거리 주행 전기차 배터리인 ‘고전압 배터리’의 수명을 늘리고 폭발 위험은 줄이는 젤 형태 물질이 개발됐다. 고전압 배터리 노화의 주범인 활성산소 생성을 아예 차단하는 물질로, 이 물질을 적용하자 배터리 수명은 2.8배 늘고, 부풀어 오름도 6분의 1 수준으로 줄었다.</p> <p contents-hash="b9edb52afd5dc587ecfe467c77484410ed4f6da7478b0793a2bcc63b3b8fc457" dmcf-pid="Zi61V4YCjf" dmcf-ptype="general">송현곤 울산과학기술원(UNIST) 에너지화학공학과 교수 연구진은 정서현 한국화학연구원 책임연구원, 황치현 한국전자기술연구원 연구원과 함께 배터리를 고전압으로 충전할 때 전극에서 활성산소가 새어 나오는 반응을 원천 봉쇄하는 ‘안트라센 기반 반고체 젤 전해질(An-PVA-CN)’을 개발했다고 4일 밝혔다.</p> <p contents-hash="e145de92661d66efa1cc2b087a1eda66a382792fd52b1bb698da9b2f15132411" dmcf-pid="5nPtf8GhgV" dmcf-ptype="general">고전압 배터리는 4.4V 이상의 전압으로 충전되는 리튬이온전지로, 더 많은 전기를 저장할 수 있어 배터리팩을 가볍게 만들 수 있다. 하지만 충전전압이 높아질수록 하이니켈 양극의 산소가 불안정해지면서 ‘일중항산소’라는 활성산소로 변해 빠져나오게 되는데, 이 활성산소는 가스를 발생시켜 배터리 폭발 위험을 높이고 수명도 단축시킨다.</p> <p contents-hash="c03c03f9bcd39f30c1bdcd9e911b19068e96110f137e68e89f30029f435302e3" dmcf-pid="1LQF46Hlc2" dmcf-ptype="general">개발된 전해질의 안트라센(An)은 전극 표면의 불안정한 산소와 결합함으로써 불안정한 산소끼리 결합하는 반응 단계를 차단한다. 불안정한 산소끼리 결합하게 되면 활성산소 ‘씨앗’인 산소 이합체가 생긴다. 이 안트라센은 이미 생긴 활성산소까지 포획해 제거함으로써 이중 보호 기능을 할 수 있다. 전해질의 또 다른 성분인 니트릴 작용기는 양극의 니켈 금속을 안정화해 니켈이 녹아 나오거나 양극 구조가 변형되는 것을 막아준다.</p> <p contents-hash="cc32764e507eb4f38f726f4ba54bfa71be9df94933beb5d3826aea907ee3fc7f" dmcf-pid="tox38PXSN9" dmcf-ptype="general">논문의 제1저자인 이정인 연구원은 “이번 연구는 활성산소의 발생 단계 자체를 차단했다는 점이 차별점”이라며 “기존에는 활성산소가 이미 생긴 뒤 항산화 물질로 사후 중화하거나, 전극을 조작해 산소 발생을 억제하려 했다”고 설명했다.</p> <p contents-hash="8552cf335b1aa2a2272f215c39a59ed14f09a1ecf98ff7bdd35a1241637fbf2c" dmcf-pid="FgM06QZvAK" dmcf-ptype="general">새 전해질을 적용한 배터리는 4.55V 고압 충전 조건에서 500회 충·방전 후에도 초기 용량의 81%를 유지한 반면, 기존 배터리는 180회 사이클 만에 초기 용량의 80% 이하로 떨어졌다. 배터리 용량이 초기의 80% 이하로 떨어지면 수명이 다했다고 보기 때문에, 수명이 2.8배 증가한 셈이다.</p> <p contents-hash="b9b53318f6e6f394f2f3e10d0f9072b7bd0004bba939735d4ecba50d5d210ecb" dmcf-pid="3aRpPx5Tgb" dmcf-ptype="general">또 배터리 팽창의 원인이 되는 가스 발생도 크게 억제됐다. 기존 배터리가 85㎛(마이크로미터, 100만분의 1m) 팽창한 것과 달리 젤 전해질을 적용한 배터리는 13㎛ 정도 부풀어 오르는 데 그쳐, 부피 팽창을 약 6분의 1 수준으로 억제했다.</p> <p contents-hash="0f43cc389917552c68a4b24260492155a68d24be16ba776c18e07c21e9d051ca" dmcf-pid="0NeUQM1yAB" dmcf-ptype="general">송현곤 교수는 “고전압 배터리의 산소 반응을 ‘전해질 설계’ 단계에서 직접 제어할 수 있다는 점을 보여줬다”며 “이 원리는 향후 우주항공용 경량 리튬이온전지와 대용량 에너지저장장치(ESS) 개발에도 응용될 수 있을 것”이라고 말했다.</p> <p contents-hash="7e8453e60cb4888e02b140dd27a9e98ac1870cbe1331eb46cc3ae200229796ed" dmcf-pid="pELBdipXNq" dmcf-ptype="general">이번 연구는 에너지 재료 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 에너지 머티리얼스(Advanced Energy Materials)’ 온라인판에 지난 10월 5일(현지 시각) 게재됐다.</p> <p contents-hash="06aed753b8191bd97263962173164859d39e47d76f7725f3b74cf0a91ec3bbe6" dmcf-pid="UDobJnUZkz" dmcf-ptype="general">참고 자료</p> <p contents-hash="3f5349d7cc4bbc29500724f3a5a44677fbf16b2caee801ccc4849c85f5607ef7" dmcf-pid="uwgKiLu5g7" dmcf-ptype="general">Advanced Energy Materials(2025), DOI: <span>https://doi.org/10.1002/aenm.202503180</span></p> <p contents-hash="2bd40b294badf9e2da4e3b3c9784204797b3e535f7d2cb059edfea68c9105cd2" dmcf-pid="7ra9no71gu" dmcf-ptype="general">- Copyright ⓒ 조선비즈 & Chosun.com -</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 조선비즈. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 “갤럭시 엣지가 이긴다”… 애플 아이폰 에어 저격한 삼성전자 11-05 다음 포럼부터 마라톤까지…전주 하계올림픽 유치 열기 '후끈' 11-05 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
