리튬 금속 배터리 성능·안정성 높일 ‘액체 첨가제’ 개발

[앵커]

전기자동차나 드론 등에 흔히 사용되는 리튬 이온 배터리는 에너지 밀도가 낮아 충분한 양의 에너지를 공급하기 어려운 단점이 있는데요.

때문에 이를 보완할 리튬 금속 전극재 연구가 활발한데, 국내 연구진이 이 전극재의 성능과 안정성을 더 높일 수 있는 이온 액체 첨가제를 개발했습니다.

조영호 기자의 보도입니다.

[리포트]

현재 전기자동차와 드론에 많이 사용되는 리튬 이온 전지는 흑연을 전극재로 사용합니다.

경제성은 있지만, 에너지 밀도가 낮아 충분한 양의 에너지를 공급하지 못하는 단점이 있습니다.

이를 보완하기 위해 흑연 대신 에너지 밀도가 더 높은 리튬 금속으로 전극재를 대체하기 위해 활발한 연구가 진행되고 있습니다.

하지만 배터리 내부에서 나뭇가지처럼 뾰족하게 자라나는 현상인 '침상의 리튬'이 생겨 성능과 안정성을 저해하는 게 문젭니다.

카이스트와 충남대 공동연구팀이 이 '침상의 리튬'을 억제할 수 있는 이온성 액체 첨가제를 개발했습니다.

이 첨가제는 분자 구조가 대칭성을 띠면서 '침상의 리튬' 성장을 억제해 배터리의 성능과 안정성을 더 높일 수 있습니다.

[장진하/KAIST 신소재공학과 박사과정 : "리튬이온이 침상 이온에 달라붙지 못하도록 균일한 리튬층을 유도하는 식으로 해서 침상의 리튬이 형성되는 것을 억제시킵니다."]

실제 첨가제를 리튬 금속 배터리에 넣어 사용한 결과 성능이 3배 정도 높아졌습니다.

[강지형/KAIST 신소재공학과 교수 : "기존에 개발된 배터리에 비해서 3배 정도 향상된 어떤 성능을 보이는 것을 확인할 수 있었고요. 궁극적으로는 비발화성을 갖는 리튬 금속 전지를 개발하는 것이 가능할 것이라고 생각합니다."]

이번 연구 결과는 에너지 재료 분야 국제 학술지인 '어드밴스드 에너지 머티리얼즈' 2월 10일자 온라인판에 게재됐습니다.

KBS 뉴스 조영호입니다.

촬영기자:이동훈