배터리 수명·안정성 동시에 높였다…아주대 공동 연구팀 성과

(수원=뉴스1) 김기현 기자 = 국내 연구진이 단 1분 이내의 간단한 공정으로 배터리 수명과 안정성을 동시에 높일 수 있는 신기술을 개발했다.

아주대학교는 윤태광 응용화학과·대학원 분자과학기술학과 교수 공동 연구팀이 아연 금속 표면을 재설계하는 방식으로 아연이온전지 성능을 향상시키는 데 성공했다고 16일 밝혔다.

아연이온전지는 물 기반 전해질을 사용해 화재 위험이 낮고, 원료가 풍부해 차세대 친환경 배터리로 평가받는다.

다만 충·방전 과정에서 금속이 뾰족하게 자라는 '덴드라이트' 현상이 나타나고, 물 부반응으로 수명이 짧아지는 한계가 있었다.

연구팀은 전자기파(마이크로파)를 이용해 아연 표면을 미세한 구멍 구조로 만들고, 폴리도파민 보호막을 입히는 방식을 적용했다.

전류 흐름을 균일하게 만들어 덴드라이트 생성을 억제하고, 불필요한 화학 반응도 줄인 셈이다.

이 기술을 적용한 배터리는 고출력 조건에서도 500시간 이상 안정적으로 작동했으며, 1500회 이상의 충·방전 후에도 초기 성능의 약 70%를 유지했다.

특히 별도 복잡한 장비나 공정 없이 짧은 시간 내 제작이 가능해 산업 현장 적용성도 높다는 평가다.

연구팀은 해당 기술을 적용한 배터리를 활용해 소형 전자기기를 구동하는 데에도 성공한 것으로 전해졌다.

윤 교수는 "수명과 안정성이라는 핵심 과제를 동시에 해결한 성과"라며 "간단한 공정으로 구현 가능해 상용화 가능성도 크다"고 말했다.

kkh@news1.kr