폭발위험 원천차단 ‘전고체전지’…성능·안전 한번에 잡았다 작성일 04-15 37 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">- 생산기술연구원, 전고체전지 핵심소재 개발<br>- 이온전도도 77배 향상, 유독가스 40% 감소</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="xtJOIWe4tp"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="ed22470523a3bd37dc684269993640f0cc9735c861dc257df3c4f1a39cc815c1" dmcf-pid="yoX2VMGhH0" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="개발된 고체전해질을 적용한 전고체 가압셀.[한국생산기술연구원 제공]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202604/15/ned/20260415085504104ntwz.png" data-org-width="1024" dmcf-mid="P5lUu2CEtu" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202604/15/ned/20260415085504104ntwz.png" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 개발된 고체전해질을 적용한 전고체 가압셀.[한국생산기술연구원 제공] </figcaption> </figure> <p contents-hash="375932034d965e47efdbcd46b5b949f0da3af1885fabb299c329870f01b106ce" dmcf-pid="WgZVfRHlX3" dmcf-ptype="general">[헤럴드경제=구본혁 기자] 국내 연구진이 폭발위험을 원천차단한 차세대 ‘전고체전지’의 성능과 안정성을 동시에 높일 수 있는 원천기술을 개발했다.</p> <p contents-hash="ea9bc98b850ff79ac6cb5e60ebc6324675d02244a0106eb698faa90b04654a52" dmcf-pid="Ya5f4eXSZF" dmcf-ptype="general">한국생산기술연구원은 저탄소에너지그룹 김태효 수석연구원팀이 황화물계 고체전해질 소재에 세 가지 원소를 조합해 리튬이온 이동성을 높이고, 공기 중 수분 노출 시 발생하는 유독성 황화수소(H₂S)를 줄이는 데 성공했다고 밝혔다.</p> <p contents-hash="8376e3276f1fe300dc37062983e97a53f00de90c5312e845e990d659f11b0f68" dmcf-pid="GN148dZvYt" dmcf-ptype="general">고체전해질은 전고체 배터리 안에서 양극과 음극 사이로 리튬이온이 이동하는 통로 역할을 하는 소재로, 이 중 이온전도도가 높은 황화물계가 유력한 후보 소재로 꼽힌다.</p> <p contents-hash="067b2db15ece7b921063d833ca3e13860bb95876f73a32fdcc0f915e121bb0a4" dmcf-pid="Hjt86J5TY1" dmcf-ptype="general">연구팀은 황화물계 고체전해질 중 육리튬 인 오황화 아이오다이드(Li₆PS₅I)에 주목했다.</p> <p contents-hash="ac05aad16849bc64d2c50a81e62df03b27ccd2e0be9a0f326a48b0c62c7f8008" dmcf-pid="XAF6Pi1yX5" dmcf-ptype="general">Li₆PS₅I는 제조 원가가 낮고, 리튬 금속과 맞닿았을 때 아이오딘화 리튬(LiI) 나노 보호층을 형성해 셀 안정성을 높이는 장점이 있다.</p> <p contents-hash="5110e6a46993c44534cb3aae3bacc2b0b7c8aaf0050a2e4b2e4cfdbe79210928" dmcf-pid="Zc3PQntW1Z" dmcf-ptype="general">하지만 황화물계 고체전해질 가운데 상대적으로 이온전도도가 낮고 습기에 취약해 공기 중 수분에 노출될 경우 유독성 황화수소가 발생하는 단점이 있다.</p> <p contents-hash="f2547926839538036a27d831ef97bf47ac9da3e6d3e91a3a0bdae0acf1deaaf9" dmcf-pid="5k0QxLFYGX" dmcf-ptype="general">연구팀은 Li₆PS₅I에 역할이 다른 세 가지 원소, 즉 염소, 안티몬, 산소를 함께 넣는 방식으로 이 문제를 해결했다.</p> <p contents-hash="2f7078ace805746c0d846792c993d187ab23fdbd0c8dac3b6734f5f24597f565" dmcf-pid="1EpxMo3GZH" dmcf-ptype="general">염소(Cl)는 소재 내부의 원자 배열을 바꿔 리튬이온 이동을 더 쉽게 하고, 안티몬(Sb)과 산소(O)는 수분에 더 강한 결합 구조를 만들어 소재 분해와 황화수소 발생을 줄이는 역할을 한다.</p> <p contents-hash="5191bd36ac88cfae27c8a795233d50a31bf634bafa5fd884f976a590cb419ff4" dmcf-pid="tDUMRg0HYG" dmcf-ptype="general">연구팀은 세 원소의 비율을 단계적으로 조절하며 다양한 조성을 비교ㆍ검증한 끝에 이온전도도와 구조 안정성의 균형이 최적인 조성을 도출했다.</p> <p contents-hash="77364353e35a22d780e62c33f73b7cdf848ded753da71631f1b51bfca170b382" dmcf-pid="FN148dZv1Y" dmcf-ptype="general">실험 결과 개발된 소재의 이온전도도는 1.158 밀리지멘스퍼 센티미터(mS/cm)로, 기존 대비 약 77배 높아졌다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="805c3072a067a4b13ca46184ddb0a779976792169a01aeb99670b2e77f8d656a" dmcf-pid="3jt86J5TGW" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="이번 연구를 수행한 김태효(오른쪽) 수석연구원과 배진영 인턴.[한국생산기술연구원 제공]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202604/15/ned/20260415085504436iiob.png" data-org-width="1024" dmcf-mid="QxMwrSQ9YU" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202604/15/ned/20260415085504436iiob.png" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 이번 연구를 수행한 김태효(오른쪽) 수석연구원과 배진영 인턴.[한국생산기술연구원 제공] </figcaption> </figure> <p contents-hash="11acb0ee44018c6ffb3e337e0091d108eb23d4e2187fafa3df42d266cde7cbae" dmcf-pid="0AF6Pi1yGy" dmcf-ptype="general">리튬 금속과의 안정성도 크게 개선됐다.</p> <p contents-hash="0def99f6e382973618157983401950bc2cc642cd72ebc8629d91406f9c827bc1" dmcf-pid="pc3PQntWHT" dmcf-ptype="general">배터리 내부 합선 직전까지 버티는 한계 전류 값이 기존 대비 86% 높아졌으며, 리튬 금속과 맞닿은 상태에서 2000시간 이상 안정적으로 작동하는 것이 확인됐다.</p> <p contents-hash="34d9865062c83aa6e71b21ef5b461c15e9d43f1ac1aaadb6f9c48a2beda0140f" dmcf-pid="Uk0QxLFYZv" dmcf-ptype="general">개발된 고체전해질을 적용한 결과 전고체 전지의 초기 방전용량은 158.4 밀리암페어시 퍼 그램(mAh/g)으로, 기존 Li₆PS₅I 기반 전지(134.5 mAh/g)보다 18% 향상된 것으로 나타났다.</p> <p contents-hash="23db650b8201b1e560518bc230f034779d53443bc47107f59ed736b5d0d52d14" dmcf-pid="uEpxMo3GYS" dmcf-ptype="general">김태효 수석연구원은 “황화물계 고체전해질에서 성능과 안정성을 함께 높일 수 있는 소재 개발 가능성을 확인한 성과”라며 “국내 소재·부품·장비 기업으로의 기술 이전을 통해 전고체 배터리 상용화를 앞당길 계획”이라고 말했다.</p> <p contents-hash="2d5452b4472a58e7def4106643a1f7e3a5df39cfdaa26e3adf143d4f78daba8b" dmcf-pid="7DUMRg0HGl" dmcf-ptype="general">이번 연구성과는 화학공학 분야 국제학술지 ‘케미칼 엔지니어링 저널’에 게재됐다.</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 헤럴드경제. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 미래 달 기지를 위한 물 바로 이곳에 숨어 있다? 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