UNIST, 오래가고 충전 빠른 배터리 기술개발

UNIST(울산과학기술원)는 최남순·곽상규 에너지화학공학과 교수, 홍성유 화학과 교수 연구팀이 배터리 용량을 기존보다 더 오래 유지하게 하는 첨가제를 개발했다고 16일 발표했다.

전기차를 비롯한 대용량 배터리 수요가 늘면서 리튬 이온 배터리의 전극을 고용량 소재인 실리콘과 하이니켈로 대체하려는 연구가 활발하다. 하지만 실리콘 음극은 충·방전 시 부피가 세 배 이상 늘었다 줄어드는 것이 반복돼 기계적 내구성이 약하고, 하이니켈 양극은 화학적으로 불안정한 구조다. 이 때문에 충·방전을 반복하면 배터리 용량이 급격히 줄어드는 문제가 있다.

연구팀이 개발한 첨가제는 실리콘 혼합 음극 표면에 유연하고 리튬 이온 투과성이 뛰어난 보호막을 만들어 고속 충전을 가능하게 한다. 첨가제를 하이니켈 양극과 실리콘 혼합 음극으로 구성된 대용량 배터리에 투입했을 때 400회 충·방전 후에도 처음 용량의 81.5%를 유지했다. 이는 상용 첨가제보다 10∼30% 향상된 성능이라고 연구팀은 설명했다.

최 교수는 “대용량 리튬 이온 배터리용 전해액 첨가제 개발의 새로운 방향을 제시했다”고 말했다.

울산=하인식 기자 hais@hankyung.com