화학뉴스

국내 연구진이 전고체전지의 이온전도도를 높일 수 있는 기술을 개발했다. 
단국대학교 신소재공학과 최용석 교수 연구팀과 고려대학교 이재철 교수, 한국과학기술연구원(KIST) 정경윤 박사는 공동으로 차세대 전고체전지의 이온전도도 개선 기술을 개발하는데 성공했다. 
일반적으로 2차전지는 액체 전해질을 사용하는 LiB(리튬이온전지)와 고체 전해질을 사용하는 전고체전지로 구분된다. 
LiB는 에너지밀도가 높고 수명이 길어 전기자동차(EV), 스마트 기기 등에 널리 사용되고 있으나 외부충격과 변형으로 분리막이 손상되면 화재와 폭발 위험이 있다. 
반면, 전고체전지는 화재·폭발의 위험성이 낮고 에너지밀도가 높아 꿈의 배터리로 불리나 이온전도 속도가 느려 상용화에 어려움을 겪고 있다.
연구팀은 황화물(황화리튬·오황화인·게르마늄 이황화물)과 염화물(염화게르마늄·염화은) 분말을 고열에서 합성해 높은 이온전도도의 고체 전해질을 개발했다. 
신규 개발한 고체 전해질은 이온전도도가 2.39, 센티미터당 12.4밀리지멘스로 기존 소재 대비 50-80%까지 향상돼 액체 전해질과 비슷한 수준을 기록했다
연구팀은 머신러닝 기반의 원자 모델링 기법을 활용해 원자구조를 다차원적인 나노 구조 단위로 계산함으로써 전해질의 이온전도도 향상 원인과 고체 전해질의 이온전도도를 높이는 효과적인 이종 원소 선정 방법도 제시했다.
최용석 교수는 “전고체전지 개발에 걸림돌이던 이온전도도를 개선해 상용화를 앞당기는데 기여할 것으로 기대된다”며 “앞으로 고체 전해질의 안정성, 기계적 물성 등 다양한 특성들을 연구해 전고체전지에 최적화하는 연구를 수행할 것”이라고 강조했다.
연구결과는 에너지·연료 분야의 글로벌 학술지 카본 에너지(Carbon Energy에 게재됐다. (윤)