융기원·경기대 연구팀, 차세대 이차전지 성능 극대화 기술 개발

저습·저온 환경서 구동하는 고성능 반죽 형태 전해질 제조 성공

(수원=연합뉴스) 김경태 기자 = 차세대융합기술연구원(융기원)은 융기원 경기도반도체혁신센터 전옥성 박사와 경기대 박상윤 교수 연구팀이 저습 및 저온 환경에서도 우수한 성능을 유지하는 이차전지 기술을 개발했다고 19일 밝혔다.

이차전지는 전기 에너지를 화학 에너지로 변환해 저장하고, 필요할 때 다시 전기 에너지로 변환해 사용할 수 있는 충전 가능한 전지로, 휴대전화·노트북·전기자동차 등 다양한 기기와 시스템에서 사용되고 있다.

전지는 양극·음극·전해질·격리판 등 4개로 구성되는데, 액상 전해질을 사용하는 경우 전해질 건조 문제와 누액 문제로 한계가 있고, 고체상태 전해질을 사용하는 경우에는 성능과 내구성이 저하될 수 있다.

특히 아연-공기 전지는 대기 중의 산소를 연료로 활용해 안정성·경제성·친환경성을 갖춘 차세대 에너지 저장 장치로 주목받고 있으나, 공기극 부분이 외부 공기와 직접적으로 접촉되고 산소를 자유롭게 공급받을 수 있는 개방형 구조로 돼 있어 전해질 내의 수분이 증발하고 전지의 수명을 감소시키는 문제가 있다.

공동 연구팀은 이를 해결하고자 고체에서 액체로 변형이 가능한 반죽 형태의 고체 전해질을 단순한 혼합을 통해 제조하는 데 성공했다.

새로운 전해질은 저습 환경에서 대기 중의 수분을 흡수해 반죽 형태로 변형할 수 있으며, 이를 통해 건조 문제와 이온 전도도가 낮은 문제를 동시에 해결할 수 있다.

아울러 상대습도가 20% 이하인 극한의 건조 환경에서도 안정적인 에너지를 유지할 만큼 수분 보존 능력이 뛰어나다고 연구팀은 설명했다.

이번 연구 결과는 국제학술지 '어드밴스드 에너지 머티리얼즈'(Advanced Energy Materials)에 표지 논문으로 게재됐다.

경기도와 서울대의 공동출연법인인 융기원은 각종 사회문제 해결, 중소기업 기술 지원, 경기도 산학연관 네트워크 컨트롤타워 등의 역할을 수행하고 있다.

ktkim@yna.co.kr

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