|
고체 전해질을 활용해 안전한 리튬 이온 전지를 만들 수 있는 기술이 국내 연구진을 통해 처음 개발됐다. 이에 힘입어 앞으로 휴대폰, 노트북, 디지컬 카메라 등 전자기기에 과열·폭발 위험이 원천적으로 차단된 배터리가 장착될 수 있을 것으로 보인다.
기초과학연구원(IBS) 복잡계 자기조립 연구단은 29일 리튬 이온 전지를 만들 수 있는 고체 전해질 물질을 개발하는 데 성공했다고 밝혔다. 연구진은 ‘쿠커비투[6]릴’이라는 분자에서 산과 물을 제거한 공간에 카보네이트 계열의 전해질 물질을 넣어 고체 성질 리튬 전해질 물질을 만들어냈다. 이 물질은 액체 전해질에 비해 리튬이온 전달율이 1.5배 이상이다. 고온에서도 성질 변화 없이 안정적인 이온전도도를 보인다.
김기문(사진) IBS 자기조립 연구단장은 “고체 전해질은 리튬 이온 전달에는 우수한 반면, 이온 전도도가 매우 낮은 한계가 있었는데 이번 연구로 이를 극복했다”며 “지난 10여 년간 2차 리튬 이온 전지 시장을 주도해 온 액체 전해질을 대체할 기술이 될 것”이라고 자신했다.
리튬 이온 전지는 리튬 전해질을 사용하는 2차 전지의 한 종류로 가장 가벼운 금속원소인 리튬으로 만들어 무게가 가볍고 에너지밀도가 높다. 휴대전화, 노트북, 디지털 카메라 전자기기에 폭넓게 사용되며 2차 전지 시장 대부분을 차지한다.
다만 지금까지 리튬 이온 전지에 사용된 액체 전해질은 분리막에 의해 음극과 양극이 나뉘는 구조여서 변형이나 외부 충격으로 분리막이 훼손되면 액체 전해질이 흐르고, 이것이 양극 물질이 만나 기화되면 과열이나 폭발 사고로 이어지는 위험성이 있었다. 고체 전해질을 사용하면 음극과 양극이 접촉하는 것을 막을 수 있고 전해질이 흐르지 않기 때문에 강한 외부충격에도 폭발하지 않는다.
이번 연구 성과는 화학분야 권위지 케미컬 커뮤니케이션즈 온라인판 4월 29일자에 게재됐다.
< 저작권자 ⓒ 서울경제, 무단 전재 및 재배포 금지 >
