화학뉴스

국내 연구진이 불연성 반고체 전해질 개발에 성공했다.
울산과학기술원(UNIST) 송현곤 에너지화학공학과 교수, 정서현 한국화학연구원(KRICT) 정밀화학연구센터 박사, 김태희 한국에너지기술연구원(KIER) 울산차세대전지 연구개발센터 박사 공동 연구팀은 배터리 내에서 분자 결합이 가능한 불연성 고분자 반고체 전해질을 개발했다.
배터리 화재는 외부 요인이나 내부 단락으로 내부에 열이 축적되고 전해질과 양극이 분해되면서 화학적 라디칼 연쇄 반응이 진행돼 열 폭주가 일어나 발생한다.
지금까지 불연성 전해질에는 난연 첨가제를 과량 사용하거나 끓는점이 매우 높은 용매를 사용했으나 해당 전해질은 점도가 높아 이온 전도도가 매우 낮기 때문에 배터리 성능이 저하되는 등 여러 단점이 지적됐다.
연구팀은 전해질에 미량의 고분자를 첨가한 반고체 전해질을 만들어 문제를 해결했다.
기존 액체 전해질 대비 33%의 높은 리튬 이온 전도도를 보였으며 반고체 전해질이 적용된 파우치형 배터리는 수명이 기존제품 대비 110% 향상됐고 배터리 내에서 중합된 고분자와 휘발성 용매와의 상호작용을 활용해 라디칼 연쇄 반응도 억제했다.
송현곤 교수는 “UNIST 연구팀은 전기화학, 한국화학연구원은 고분자 합성, 한국에너지기술연구원은 배터리 안전성 실험 등 3개 기관이 협업해 연구했다”며 “고분자를 활용한 반고체 전해질은 개존 배터리 조립 공정에 바로 적용할 수 있어 앞으로 불연성 배터리 상용화를 가속화시킬 것”이라고 강조했다.
불연성 반고체 전해질 연구는 국내 5건, 해외 2건의 특허를 출원했으며 에너지 분야 학술지 ACS 에너지 레터스(ACS Energy Letters) 표지 논문으로 선정됐다. (윤우성 기자)