UNIST, 배터리 수명 2.8배 늘린 ‘반고체 전해질’ 개발

(사진출처: 연합뉴스)

전기차 배터리의 수명을 대폭 늘리고 폭발 위험을 낮출 수 있는 새로운 반고체 전해질이 국내 연구진에 의해 개발됐다.
울산과학기술원(UNIST)은 에너지화학공학과 송현곤 교수팀이 한국화학연구원 정서현 박사, 한국전자기술연구원 황치현 박사팀과 함께 ‘안트라센 기반 반고체 젤 전해질’(An-PVA-CN)을 개발했다고 5일 밝혔다.

이 전해질은 고전압 충전 시 전극에서 새어 나오는 활성산소 반응을 원천 차단해 배터리 안전성을 높인다.
특히 전해질 내 안트라센(An) 성분이 전극 표면의 불안정한 산소와 결합해 활성산소 생성을 억제하고, 니트릴(-CN) 작용기가 양극의 니켈 금속을 안정화해 구조 변형과 금속 용출을 방지한다.

연구진은 새 전해질을 적용한 리튬이온전지가 4.55V 고압 충전 조건에서 500회 충·방전 후에도초기 용량의 81%를 유지했다고 설명했다. 기존 배터리가 180회 만에 80% 이하로 떨어진 것과 비교하면 수명이 약 2.8배 길어진 셈이다.

송현곤 교수는 “고전압 배터리의 산소 반응을 전해질 설계 단계에서 직접 제어할 수 있음을 입증했다”며 “이 원리는 향후 항공우주용 경량 배터리나 대용량 에너지저장장치(ESS) 개발에도 활용될 수 있다”고 밝혔다.

(사진출처: 연합뉴스) 왼쪽부터 송현곤 UNIST 교수, 정서현 한국화학연구원 박사, 황치현 한국전자기술연구원 박사, 이정인 UNIST 연구원

이번 연구 결과는 지난달 5일 국제학술지 ‘어드밴스드 에너지 머티리얼스’(Advanced Energy Materials)에 온라인 게재됐다.