韓 연구진, 전기차용 차세대 배터리 ‘전고체’ 용량 1.5배로

ETRI·DGIST, 전극 구조 개선해 전극에 불순물 쌓이는 문제 해결

ETRI 연구진이 개발한 이온 확산 기반 전고체 전극의 특성을 점검하고 있는 모습./ETRI 제공

국내 연구진이 전기차용 차세대 배터리 후보로 꼽히는 전고체 배터리의 용량(에너지밀도)을 기존의 1.5배로 키울 수 있는 기술을 개발했다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 대구경북과학기술원(DGIST)과 원활한 리튬이온 확산 특성을 규명해 새로운 형태의 전고체 배터리 전극 구조를 설계했다고 15일 밝혔다. 연구성과는 ‘에이시에스 에너지 레터스(ACS Energy Letters)’ 지난달 게재됐다.

전고체 배터리는 이온이 두 전극을 지나다니는 통로인 전해질을 고체로 만든 배터리다. 리튬이온 배터리와 같은 액체 전해질을 사용하는 경우보다 폭발과 화재의 위험성이 줄어들고 같은 부피당 저장할 수 있는 전기 용량도 높일 수 있다. 다만 현재 전고체 배터리는 주로 황화합물을 전해질로 사용한다. 황화합물은 배터리 작동 시 전극에 불순물이 생겨 성능을 떨어뜨리는 문제가 있다.

연구팀은 구조 개선을 통해 전극에는 고체 전해질을 넣지 않아도 되는 새로운 형태를 고안했다. DGIST의 슈퍼컴퓨터로 전기화학실험을 시뮬레이션한 결과 이론적으로 높은 성능을 구현할 수 있음을 보였고, ETRI는 이를 바탕으로 실제로 만드는 데 성공했다.

연구팀은 전극을 더 얇게 만드는 등의 후속 연구를 이어갈 계획이다. 연구를 이끈 이영기 ETRI 박사는 "에너지밀도를 더욱 높이는 원천 기술을 확보해 전고체 배터리의 상용화를 이루는 데 힘쓰겠다"고 말했다.

김윤수 기자(kysme@chosunbiz.com)

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