경북대-중앙대 연구팀, 150도 견디는 플렉시블 배터리 분리막 개발

(대구=뉴스1) 남승렬 기자 = 국내 연구진이 전자기기의 화재·폭발 위험을 줄이고 구부리거나 늘어나는 플렉시블·웨어러블 기기에 적용할 수 있는 고성능 리튬이온전지 분리막 기술을 개발했다.

3일 경북대에 따르면 이 대학 응용화학공학부 정수환 교수팀은 중앙대 이평수 교수팀과 공동연구를 통해 150도 고온에서도 형태를 유지하면서 기계적 변형에도 견딜 수 있는 '코어-셸(Core-Shell)' 나노섬유 기반 리튬이온전지 분리막을 개발했다.

리튬이온전지 분리막은 양극과 음극의 직접 접촉을 막아 단락을 방지하고 리튬이온의 이동 통로 역할을 하는 핵심 소재다. 현재 사용되는 폴리에틸렌(PE) 분리막은 가격이 저렴하고 화학적 안정성이 높지만 100도 이상의 고온에서 급격히 수축하는 단점이 있다.

개발된 분리막은 150도에서 1시간 가열한 뒤에도 면적 수축률이 약 4%에 그쳤다. 같은 조건에서 상용 PE 분리막의 수축률은 약 96.1%에 달했다. 인장 변형률은 약 66.6%로 나타나 높은 신축성도 확인됐다.

정 교수는 "코어와 셸의 소재와 구조를 조절해 열적 안정성과 신축성을 동시에 확보하는 데 중점을 뒀다"며 "향후 고온용 전지뿐 아니라 플렉시블·웨어러블 전자기기를 위한 안전한 에너지 저장 소재 개발에도 활용될 것으로 기대한다"고 말했다.

연구 결과는 네이처 포트폴리오 국제학술지 'npj 플렉시블 일렉트로닉스'(npj Flexible Electronics)에 지난달 19일 온라인 게재됐다.

pdnamsy@news1.kr