중국은 LiB(리튬이온전지) 성능 향상기술을 개발하며 배터리 응용 저변을 확대하고 있다.
중국 CASC(China Aerospace Science and Technology Corporation) 연구원과 난카이대학(Nankai University) 공동 연구팀은 고에너지밀도‧저온전지용 수소불화탄소(HFCE: Hydrogen Fluorocarbon Electrolyte) 전해액 개발에 성공했다. LiB의 에너지밀도와 저온 성능의 한계를 극복해 지속력 향상 및 저온 내구성 강화를 달성한 것으로 평가된다.
전해액은 LiB에서 양극과 음극을 연결하는 핵심 구성 요소로 이온을 전달하며, 현재 통용되는 전해액은 산소 및 질소계 리간드 용매 기반으로 리튬염의 용해도가 높지만 전자 이동을 제한해 에너지밀도와 저온 성능 향상이 어렵다는 점이 과제로 지적되고 있다.
기존 LiB는 실온에서 킬로그램당 약 300Wh의 에너지밀도를 보유하지만 섭씨 영하 20도에서는 절반 이하로 급감한다.
반면, 공동 연구팀이 개발한 전해액은 LiB의 에너지밀도를 실온 환경에서 700Wh 이상 유지하며 영하 50도 환경에서도 약 400Wh까지 확보한 것으로 알려졌다.
연구팀 관계자는 “동일한 무게의 LiB 대비 상온 저장용량이 2-3배 향상돼 전기자동차(EV) 주행거리를 500-600km에서 1000km 이상으로 연장했고 영하 70도의 극한 저온 환경에서도 정상 작동한다”고 강조했다.
극한 저온 환경에서 안정적으로 대기 상태를 유지함으로써 우주 항공기, 드론(무인항공기), 스마트 로봇과 같은 첨단기술 분야에서 광범위한 응용이 가능할 것으로 전망된다.
또 일상생활에서는 전기자동차 주행거리 뿐만 아니라 스마트폰 배터리의 대기 시간을 연장해 저장 용량과 온도 적응성에 대한 소비자 불안을 해소할 것으로 기대된다.