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카이스트, 가역 효율 99.9% 배터리 용매 개발

[더테크=조재호 기자] 국내 연구진이 리튬 이차전지의 에너지 밀도를 높이고 고전압 구동시 안전성을 높여줄 용매를 개발했다. 카이스트는 19일 최남순 생명화학공학과 교수팀과 홍성유 UNIST 화학과 교수팀, 이규태 서울대 화학생물공학부 교수팀, 곽상규 고려대 화공생명공학과 교수팀, 이태경 경상국립대 나노·신소재공학부 고분자공학전공 교수와 공동 연구를 통해 4.4V의 높은 충전 전압에서 리튬 금속전지의 효율과 에너지를 유지하는 세계 최고 수준의 전해액 조성 기술을 개발했다고 밝혔다. 공동연구팀은 기존에 보고되지 않은 용매를 디자인하고 합성해 전해액의 용매로 사용했다. 전극-전해액 계면을 안정화하는 첨가제 기술과 조합을 통해 리튬 금속전지의 고전압 수명 성능·고속 충전 특성을 높이는데 성공했다. 리튬 금속전지를 오랜 기간 사용하려면 전해액의 이온 전달 성능과 함께 전극 표면을 보호하는 것이 필수적이다. 고전압 양극에 접촉하고 있는 전해액이 분해되지 않도록 전극과 전해액 사이에 보호층을 만들어야 한다. 최남순 교수 연구팀은 높은 충전 전압에서 안정적으로 사용할 수 있는 새로운 용매를 합성하는데 성공했다. 이를 첨가제 기술과 접목해 현저하게 향상된 상온 200회 기준

조재호 기자

2024-03-19 13:59

전기차 배터리 폭발 줄인다…KIST, 난연성 전해액 개발

[더테크=조재호 기자] 리튬이온전지의 화재 및 열폭주 현상을 막을 수 있는 난연성 전해액이 개발됐다. 대형 화재를 유발할 가능성이 큰 전기차의 화재 발생 방지와 함께 인식 개선에 도움을 줄 것으로 보인다. 한국과학기술연구원(이하 KIST)은 에너지저장연구센터 이민아 박사와 KAIST 서동화 교수, 한국생산기술연구원 김용진, 백자연 박사 공동연구팀이 리튬이온전지의 전해액으로 쓰이는 선형 유기카보네이트 분자구조를 제어해 상온에서 불이 붙지 않는 난연성 전해액을 개발했다고 9일 밝혔다. 최근 전기차와 에너지저장장치에서 중대형 리튬이온전지의 보급이 늘어나면서 화재와 폭발에 대한 우려가 커진 상황이다. 전기 배터리 화재는 연쇄적인 발열 반응을 동반하는 열폭주 현상으로 화재 진압이 어려워 인명피해의 위험성이 높았다. 배터리 전해액으로 쓰이는 선형 유기카보네이트 용액은 인화점이 낮아 상온에서도 쉽게 불이 붙어 발화의 원인이 되는 물질이다. 이전까지 전해질의 난연성을 강화하기 위한 여러 방법이 있었지만 이온 전달 능력이 떨어지거나 상용 전극과 호환성 문제 등으로 경제성과 생산성이 떨어져 상용화가 어려웠다. 연구팀은 상용 리튬이온전지 전해액 분자에 알킬 사슬 연장과 알콕시