“배터리 수명 3배↑”…韓 연구진, 전해액 설계 상식 깼다 작성일 10-12 58 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">- UNIST·KAIST, 기존에 부적합했던 두 용매 혼합해 고성능 전해액 개발<br>- 150회 충·방전 후에도 용량 80% 유지, 전기차·ESS 배터리 수명 연장</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="1C3cZ0kLtM"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="c29afce84abd5e78b4bc83aa4f1e1e7c8c4a3ef03feb35914d0cbde791db15c2" dmcf-pid="t6AqocB3Xx" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="이번 연구를 수행한 UNIST 송현곤(왼쪽) 교수와 홍진기 연구원.[UNIST 제공]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202610/12/ned/20261012104614027kklz.jpg" data-org-width="1280" dmcf-mid="Z01NGtjJYe" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202610/12/ned/20261012104614027kklz.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 이번 연구를 수행한 UNIST 송현곤(왼쪽) 교수와 홍진기 연구원.[UNIST 제공] </figcaption> </figure> <p contents-hash="ffab9945770c5864142902ee92123d3702a008054aa63a7c21512c4857e86807" dmcf-pid="FPcBgkb01Q" dmcf-ptype="general">[헤럴드경제=구본혁 기자] 차세대 전기차 배터리의 수명을 기존보다 3배 늘릴 수 있는 새로운 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다. 배터리에 적합하지 않다고 여겨졌던 두 가지 용매를 섞어 오히려 성능을 높이는 데 성공했다.</p> <p contents-hash="45714d8b249436f732bbbac3f83d30d937d2103cc3456a6bb93750fa55770129" dmcf-pid="3QkbaEKp5P" dmcf-ptype="general">울산과학기술원(UNIST)은 송현곤 에너지화학공학과 교수와 서동화 KAIST 신소재공학과 교수 공동연구팀이 리튬금속배터리의 수명을 획기적으로 늘릴 수 있는 고성능 전해액을 개발했다고 12일 밝혔다.</p> <p contents-hash="b0332db4aa98a1f69187cad9626970333bd03cdca5ce6f10074f9c2955e64ae2" dmcf-pid="0xEKND9UZ6" dmcf-ptype="general">리튬금속배터리는 기존 리튬이온배터리에서 사용하는 흑연 대신 리튬금속을 음극으로 활용하는 차세대 배터리다. 이론적으로 배터리 용량을 두 배 가까이 높일 수 있어 전기차 주행거리 확대를 위한 핵심 기술로 주목받고 있다.</p> <p contents-hash="85eba8814c172b8185c44e24a0ec3ce7959cf383ca72f7f4641fe72818efd3ce" dmcf-pid="pMD9jw2ut8" dmcf-ptype="general">하지만 충·방전 과정에서 리튬금속이 전해액과 불필요하게 반응하면서 배터리 용량이 급격히 감소하는 문제가 있었다. 특히 많은 전기를 저장하기 위해 높은 전압으로 충전할수록 이러한 현상이 심해진다.</p> <p contents-hash="eb3fd4c715f617b51dbf856d0c079f91bbf8d07f771f3639f22754490df08d01" dmcf-pid="URw2ArV7H4" dmcf-ptype="general">연구팀은 이 문제를 해결하기 위해 에틸렌카보네이트(EC)와 설폴레인(SL)이라는 두 용매에 주목했다.</p> <p contents-hash="bc6a5e50773b21ce32da6796100fc5735f8780f37a3d678cccd6d2d965cd8f93" dmcf-pid="uerVcmfzZf" dmcf-ptype="general">두 용매는 모두 리튬이온을 강하게 붙잡는 특성 때문에 리튬금속배터리에는 적합하지 않은 소재로 여겨졌다.</p> <p contents-hash="18f7a632e22e51696f9e40e97b6eed0d48c4d367e60cb3fa9a529113821da600" dmcf-pid="7dmfks4qGV" dmcf-ptype="general">연구팀은 기존의 접근법을 뒤집었다. 리튬이온을 강하게 붙잡는 두 용매를 오히려 함께 섞은 것이다.</p> <p contents-hash="f437d2a640785e49755686537afea5bc180330d71a3c6d6b5544525c8b5c018d" dmcf-pid="zJs4EO8B12" dmcf-ptype="general">EC와 SL을 3대 7 비율로 혼합하고 리튬염과 소량의 전극 보호막 안정화 첨가제를 더했다.</p> <p contents-hash="38ab25cbbd9dc54ea7eb2c621436dd037098b477b71b3fec741a5d2cdd4711b4" dmcf-pid="qLCPrhQ9Y9" dmcf-ptype="general">두 용매를 섞자 각각의 용매가 리튬이온을 붙잡는 힘이 오히려 약해졌다. 두 용매 분자가 서로 끌어당기면서 리튬이온과의 결합력이 감소한 것이다. 연구팀은 이러한 현상을 ‘협동 용매화’로 명명했다.</p> <p contents-hash="cb84ff93eab1c014e49e17adba2ce62718e50274993da390b9bedce9d18c25ac" dmcf-pid="BohQmlx21K" dmcf-ptype="general">연구팀이 개발한 전해액을 하이니켈 양극 리튬금속배터리에 적용해 섭씨 25도에서 4.5V까지 충전하는 실험을 진행한 결과, 150회 충·방전 후에도 초기 용량의 약 80%를 유지했다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="3541e23632d427a4a55057db909366653575e77045fead072cf860d43b164a0b" dmcf-pid="bglxsSMV5b" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="두 용매를 섞었을 때 나타나는 ‘협동 용매화’.[UNIST 제공]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202610/12/ned/20261012104614433exav.png" data-org-width="388" dmcf-mid="5GbIuKCE1R" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202610/12/ned/20261012104614433exav.png" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 두 용매를 섞었을 때 나타나는 ‘협동 용매화’.[UNIST 제공] </figcaption> </figure> <p contents-hash="6bca7df3fab27933d0758a0185ccdbf7b2a10d1343793e4827faf04b8c7e964a" dmcf-pid="KaSMOvRftB" dmcf-ptype="general">반면 기존 탄산염계 전해액을 사용한 배터리는 약 50회 만에 초기 용량이 80% 이하로 떨어졌다. 동일한 용량 유지 기준에서 충·방전 수명이 약 3배 늘어난 셈이다.</p> <p contents-hash="9aec712ef81c87657350dd49811cd838fe3a3559884fdc1f800de87bf558a937" dmcf-pid="9NvRITe4tq" dmcf-ptype="general">충·방전 과정에서 리튬이 얼마나 효율적으로 재사용되는지를 보여주는 쿨롱효율도 초기 98.24%, 평균 99.35%를 기록했다.</p> <p contents-hash="82b21e10960f97bd8e989933ebf9441035609434a0868d6c7d1ebb66cb49912d" dmcf-pid="2jTeCyd8Gz" dmcf-ptype="general">전해액 분해에 따른 가스 발생과 양극에서 니켈이 녹아 나오는 현상도 감소했다.</p> <p contents-hash="6de7280c073c440d9cd077e1551056bfb756fc4f903989bbce0a4c7b7ecf6432" dmcf-pid="VAydhWJ617" dmcf-ptype="general">연구팀은 이번 기술이 리튬금속배터리뿐 아니라 고전압 리튬이온배터리와 나트륨·칼륨 이온전지 등 다양한 차세대 배터리에도 적용될 수 있을 것으로 기대하고 있다.</p> <p contents-hash="a6a4576484a2dbc2179e0c8b5d813b9358b7ba26e5b9c1bd3e05f10cb547b078" dmcf-pid="fcWJlYiP1u" dmcf-ptype="general">송현곤 UNIST 교수는 “고가의 불소계 용매나 고농도 염에 의존하지 않고도 상용 용매를 이용해 전해액 성능을 높였다”며 “에너지저장장치(ESS)와 전기차에 쓰일 고용량 리튬금속배터리를 더 오래 사용하는 데 도움이 될 것으로 기대한다”고 말했다.</p> <p contents-hash="82f8f26554be5e7eccba74d51c5f2e88f349bad929fd7e318bcb7a673fc79751" dmcf-pid="4kYiSGnQXU" dmcf-ptype="general">이번 연구 결과는 나노과학 분야 국제학술지 ‘ACS 나노(ACS Nano)’ 8월 11일자에 게재됐다.</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 헤럴드경제. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 [2026 국감] 방미통위원장 "AI 이용자 보호 법령 정비⋯불공정 행위 제재 강화" 10-12 다음 인젠트, 'eXperDB' AI 모니터링 고도화…DB 장애 예측·원인 분석 자동화 10-12 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
