"고성능 전고체 이차전지 구현" ETRI, 차세대 소재 개발

전도성 음극 바인더 개발 성과, 친환경 핵심소재 국산화 성공
기존 대비 충방전 과전압 30% 감소, 고속 충전 성능 40% 증가

ETRI 연구진이 전도성 바인더를 적용한 전극 구조를 시험하고 있다. 사진=ETRI 제공

국내 연구진이 차세대 리튬이차전지로 알려진 전고체 이차전지용 전도성 바인더 소재를 개발하는 데 성공했다. 친환경적이면서 단순화된 제조공정을 통해 에너지밀도를 극대화할 수 있어 고성능 전고체 이차전지를 구현하는데 기여할 전망이다.

12일 한국전자통신연구원(ETRI)에 따르면 연구진은 환경친화적 소재인 셀룰로오스 기반의 새로운 전도성 바인더를 개발해 전고체 이차전지 음극에 적용했다.

ETRI 연구진이 개발한 전도성 바인더는 음극에 적용되는 음극재의 일종이다. 음극재는 배터리의 충전속도와 수명·안정성을 결정하는 중요한 요소다. ETRI가 개발한 기술을 활용하면 기존 비전도성 바인더 대비 충방전 과전압은 약 30% 감소, 고율 충방전 성능은 약 40% 향상시킬 수 있다.

과전압이 감소하면 배터리 내부 저항이 감소해 배터리 수명도 늘릴 수 있다. 또 고속 충전 시에도 에너지전달 효율을 유지해 충전 성능이 향상되는 효과가 있다. 지속 가능한 친환경 셀룰로오스계 소재를 활용한 것도 특징이다.

신동옥 ETRI 박사는 "기존 전지 제조공정을 충분히 활용할 수 있어 고성능 전고체 이차전지의 상용화 가능성을 높일 것으로 기대된다"고 말했다.

연구 총괄책임자인 이영기 ETRI 박사는 "차세대 리튬이차전지용 핵심소재 국산화에 기여할 것으로 예상된다"고 설명했다.

연구진은 앞으로 고에너지밀도 전극 구현을 위해 고용량 음극 소재로 연구를 확대할 예정이다.

이번 성과는 에너지 소재 분야 세계적 학술지인 '에너지 스토리지 머티리얼즈' 최신호에 온라인 게재됐다.

ETRI 연구진이 개발한 전도성 셀룰로오스 바인더 소재와 전고체 이차전지 음극판. 사진=ETRI 제공