전기차 주행거리 2배 '무음극 리튬금속전지'…안전성·수명 다 잡았다 작성일 12-17 21 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">포스텍</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="3oKgMbhDJJ"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="9585764a9d0d64208a66e3486d21f3ebac02858b89c20c86cff3b6b27584b56b" dmcf-pid="0g9aRKlwMd" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="국내 연구팀이 차세대 배터리인 '무음극 리튬금속전지'의 한계였던 안전성과 수명 문제를 동시에 해결하는 데 성공했다. 게티이미지뱅크 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202512/17/dongascience/20251217103555867rzdp.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="FNrtywfzdi" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202512/17/dongascience/20251217103555867rzdp.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 국내 연구팀이 차세대 배터리인 '무음극 리튬금속전지'의 한계였던 안전성과 수명 문제를 동시에 해결하는 데 성공했다. 게티이미지뱅크 제공 </figcaption> </figure> <p contents-hash="dd027bad1dfc00c9aeadd3dea5df15fb4bdb5c7ed0562d6a6a1e62995af632dc" dmcf-pid="pa2Ne9SrRe" dmcf-ptype="general">국내 연구팀이 차세대 배터리인 '무음극 리튬금속전지'의 한계였던 안전성과 수명 문제를 동시에 해결하는 데 성공했다. 구현된 배터리는 상용 전기차 배터리보다 에너지 밀도가 2배 높아 같은 크기의 배터리로 주행거리를 약 2배 늘릴 수 있다.</p> <p contents-hash="f0ac637476356b2514982760309c7e5af4bb09063d11ea8cdec26c20753f11b1" dmcf-pid="UNVjd2vmRR" dmcf-ptype="general"> 포스텍은 박수진 화학과 교수, 한동엽 연구원, 최남순 KAIST 생명화학공학과 교수, 김세훈 한국전자통신연구원(ETRI), 이태경 경상국립대 재료공학과 교수, 손준수 연구원 공동연구팀이 무음극 리튬금속전지의 안전성을 높이는 데 성공했다고 17일 밝혔다. 연구결과는 11월 2일(현지시간) 국제학술지 '어드밴스드 머티리얼즈'에 공개됐다.</p> <p contents-hash="8b95f1fef72531c57ef526088e74348c4382f0402406650147e7fb9d465bddca" dmcf-pid="ujfAJVTsMM" dmcf-ptype="general"> 음극이 없는 리튬금속전지는 음극이 없는 대신 양극에 있던 리튬이 구리판 위에 직접 쌓인다. 음극을 덜어낸 만큼 배터리 내부 공간을 에너지 저장에 더 많이 쓸 수 있다. 리튬이 고르지 않게 쌓이면서 나뭇가지처럼 뾰족한 결정인 '덴드라이트'가 자라나 안전성을 저하해 폭발 위험이 있다는 점이 한계다. 충전과 방전을 반복하면 표면이 갈라져 수명도 급격히 줄었다.</p> <p contents-hash="817e80f03c61e3df6af531d1cb54532bf2359e15d206baf09c054c356595ae60" dmcf-pid="7A4cifyOJx" dmcf-ptype="general"> 연구팀은 '리튬 호스트(RH)'와 '설계형 전해질(DEL)'을 도입했다. 리튬 호스트는 고분자 틀 안에 은(Ag) 나노입자를 고르게 배치해 리튬이 아무 데나 쌓이지 않고 정해진 자리로 모이도록 유도한다. 리튬이 질서 있게 자리잡도록 유도하는 리튬 주차장인 셈이다.</p> <p contents-hash="81c423ec3fa4861d1cab5eade1992bd75e0c0f160e7897d8e07379236e57e56e" dmcf-pid="zc8kn4WIRQ" dmcf-ptype="general"> 액체 전해질은 배터리 내부에서 리튬 이온이 이동하는 통로 역할을 한다. 연구팀은 리튬과 반응해 산화리튬, 질화리튬 등 얇고 단단한 '보호막'을 형성하도록 했다. 피부에 밴드를 붙인 것처럼 리튬 표면을 감싸 덴드라이트 성장을 막으면서도 리튬 이동 통로는 열어 두는 원리다.</p> <p contents-hash="1d8d34deaf58bf1b34f9d74baff57fe2cb4feaf00fed363380259983d71277a5" dmcf-pid="qk6EL8YCMP" dmcf-ptype="general"> 리튬 호스트와 설계형 전해질 시스템은 고용량·고밀도 전류 환경에서 100회 충방전한 후에도 초기 용량의 81.9%를 유지했다. 연구팀은 개발된 기술을 바탕으로 제조한 무음극 리튬금속전지에서 리터당 1270와트시(Wh)의 에너지밀도를 달성했다. 현재 전기차에 쓰이는 리튬이온전지의 에너지밀도는 리터당 약 650Wh다.</p> <p contents-hash="b913b093a5ab8274181e1b76dafff146cd1f2c3653d20bf3955e7807ebdb5a7e" dmcf-pid="BWjYINqFJ6" dmcf-ptype="general"> 연구팀은 "이번 연구성과는 파우치형 전지에서도 검증됐다"며 "실제 차량에 적용할 경우 무게와 부피를 줄이면서도 제조 부담을 낮출 수 있다는 의미"라고 설명했다.</p> <p contents-hash="f00fe1a89d56a7d4926e28bbcd4d0e0bf31e26af7107513942073dee28c9df70" dmcf-pid="bYAGCjB3R8" dmcf-ptype="general"> 박 교수는 "무음극 리튬금속전지에서 안전성과 수명 문제를 동시에 해결한 성과"라고 말했다. </p> <p contents-hash="085e5c0f7e17a8807786026294b72fd5a2a32a46ab9e20683777ad4f7a9c9503" dmcf-pid="KGcHhAb0d4" dmcf-ptype="general"> <참고 자료><br> - doi.org/10.1002/adma.202515906</p> <p contents-hash="f6ab8de19371480a32758ebbb33e0b088cf528cca04f7c33c1a9804fec903567" dmcf-pid="9HkXlcKpef" dmcf-ptype="general">[이병구 기자 2bottle9@donga.com]</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 동아사이언스. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 [과학을읽다]기존 리튬이온전지 공장 그대로…전고체전지 상업화 성큼 12-17 다음 카카오엔터프라이즈 "AI 인프라 새 대안은 하이브리드 GPUaaS" 12-17 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
