차세대융합기술硏·경기대, 저습·저온에서 성능 우수 이차전지 개발

기사내용 요약
반죽 형태 고체 전해질 제조…수분 보존 능력 매우 뛰어나

차세대융합기술연구원 제공. *재판매 및 DB 금지

[수원=뉴시스] 박상욱 기자 = 차세대융합기술연구원은 경기도반도체혁신센터 전옥성 박사와 경기대학교 박상윤 교수 연구팀이 저습 및 저온 환경에서도 우수한 성능을 유지하고 구동할 수 있는 이차전지 기술을 개발했다고 19일 밝혔다.

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

이차전지는 전기 에너지를 화학 에너지로 변환해 저장하고, 필요할 때는 다시 전기 에너지로 사용할 수 있는 충전 가능한 전지를 말한다. 휴대전화, 노트북, 전기 자동차 등 다양한 기기와 시스템에서 사용되고 있다.

전지는 양극, 음극, 전해질, 격리판 등 4대 구성요소로 이뤄져 있는데, 액상 전해질을 사용하는 경우 건조 문제와 누액 문제 등의 한계가 있고, 고상 전해질을 사용하는 경우에는 성능과 내구성에 문제가 발생할 수 있다.

특히 아연-공기 전지는 대기 중의 산소를 연료로 활용해 안정성, 경제성, 친환경성을 갖춘 차세대 에너지저장 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.

차세대융합기술연구원 제공. *재판매 및 DB 금지

융기원 전옥성 박사와 경기대학교 박상윤 교수 연구팀은 이 같은 문제를 해결하기 위해 고체에서 액체로 변형이 가능한 반죽 형태의 고체 전해질을 단순한 혼합을 통해 제조하는 데 성공했다.

이 새로운 전해질은 저습 환경에서 대기 중의 수분을 흡수해 반죽 형태로 변형할 수 있으며, 건조 문제와 이온전도도가 낮은 문제를 동시에 해결할 수 있다. 또한, 상대습도가 20% 이하인 극한의 건조 환경에서도 안정적인 에너지를 유지할 만큼 수분 보존 능력이 매우 뛰어나다는 평가다.

한편, 이번 연구는 경기도의 지원으로 융기원이 수행한 소재부품장비산업 자립화 연구지원사업을 기반으로 개발됐다.

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