전남대 박찬진 교수팀 저비용, 장수명 전고체 배터리 기술 개발

전남대학교 박찬진 교수 연구팀이 화재 발생 위험은 줄이고, 경제성과 성능은 크게 개선한 전고체 배터리를 개발했다. 전남대 박찬진 교수(신소재공학부) 연구팀은 제조가 간단하면서 수명이 긴 전기차용 전고체 배터리 기술을 개발했으며, 이 연구 결과는 와일리 출판사가 발간하는 최상위 학술지 ‘어드밴스드 사이언스(피인용 지수 16.806)’에 게재됐다.

이번 연구는 유연하면서 제조가 쉬운 고성능 고분자계 고체 전해질을 사용해 전극과의 접합성 문제 등을 해결함으로써 전고체 배터리의 수명 개선과 제조비용 절감에 크게 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

그동안 리튬이온 배터리는 주로 전기차, ESS, 모바일 기기 등에서 전력저장 용도로 이용돼 왔으나, 배터리가 원인으로 추정되는 화재가 빈번하게 발생해 안전성이 크게 강조되고 있다. 이에따라 가연성의 유기 액체 전해질 대신 보다 안정적인 고체 전해질을 사용하는 방안에 제시돼 왔으나, 리튬이온의 전도도가 낮은데다 무엇보다도 전극과의 접촉과 안정성이 좋지 않아 성능이 떨어진다는 한계를 지녀왔다.

이에 박찬진 교수팀은 고체 고분자 전해질에 가소제 첨가하는 간단한 방법으로 고체전해질의 이온전도도를 높임과 동시에, 전고체 배터리 제조시 전극과의 접합성과 안정성을 개선하는데 성공했다. 또, 고체 고분자 전해질 필름 제조 시 순수 고분자 필름에 비해 기계적 강도를 높일 수 있는 생활티슈를 뼈대재료로 사용함으로써 리튬 덴드라이트 성장으로 인한 배터리의 단락 사고를 방지하는 기술도 개발했다.

박찬진 교수는 “개발된 저비용, 장수명 전고체 배터리 기술은 화재에 대한 안전성이 관건인 고성능 전기차를 비롯해 ESS, 웨어러블 기기용 배터리 개발에 중요한 기반이 될 것.”이라고 말했다. 이 연구는 과학기술정보통신부의 한국연구재단 선도연구센터 및 중견연구사업과 산업통상자원부의 한국산업기술평가관리원 소재부품기술개발사업의 지원으로 수행됐다.