리튬 배터리에 이중 보호막 적용하니 성능 5배↑…포스텍 기술 개발

(포항=뉴스1) 최창호 기자 = 포스텍은 14일 배터리공학과 김원배 교수 연구팀이 리튬 금속 전지의 성능 저하 원인인 '리튬 부식'을 억제할 수 있는 신기술을 개발했다고 밝혔다.

연구팀은 리튬 배터리의 단점인 충·방전이 반복되지 않은 상태에서도 부식이 진행되는 원인을 찾아냈다.

리튬 전지는 차세대 에너지 저장 기술의 핵심 소재로 전기차와 스마트폰에 사용되는 리튬이온전지보다 훨씬 많은 에너지를 더 작은 공간에 저장할 수 있지만 반응성이 강해 철이 공기 중에서 산소와 만나 녹슬듯이 리튬은 배터리 전해질과 만나는 순간부터 빠르게 반응해 부식되는 단점을 갖고 있다.

연구팀은 충·방전이 진행되지 않는 상태에서도 전극 표면에 고체 전해질인 얇은 막(계면)이 생기는 것을 확인하고, 이 막이 불안정해지면 전해질이 계속 소모되고 내부 저항이 커져 배터리의 수명과 안정성을 갉아 먹는 것을 알아냈다.

연구팀은 전해질이 리튬 금속에 물리적으로 닿지 못하도록 '이중층 보호막'을 설계해 적용한 결과 기존 대비 5배 이상 향상된 수명과 안정성을 보인 것을 입증했다.

김원배 교수는 "리튬 금속 전지의 수명을 좌우하는 핵심 요인인 부식 현상을 정량적으로 설명한 모델을 제시했다는 점에서 의미가 크다"며 "차세대 리튬 금속 전지의 상용화와 고에너지 밀도 에너지 실용화에 기여할 것으로 기대한다"고 말했다.

choi119@news1.kr