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KETI, 전고체전지의 성능 높이는 음....

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글쓴이 최고관리자 등록일 24-01-04 15:23
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    한국전자기술연구원은 전고체전지의 수명 특성과 생산성이 향상된 석출형 음극 공정기술을 개발하였으며, 그 연구 성과가 화학 및 에너지 분야 국제 학술지 최신호의 표지로 게재되었다고 26일 밝혔다.

    전고체전지는 고체전해질을 도입한 차세대전지로, 안전성의 근본적인 개선과 동시에 기존 리튬이온전지가 가진 에너지 밀도의 한계를 뛰어넘을 수 있어 기술 상용화를 위한 글로벌 원천 기술 경쟁이 치열한 상황이다. 고체전해질(Solid Electrolyte)이란 전지 내 리튬이온이 이동 가능한 고체 상태의 물질로, 특히 황화물계 고체전해질은 연성이 크고 이온전도도가 높아 고용량의 대형 전지 제조에 적합하다고 평가하고 있다.

    KETI 차세대전지연구센터(센터장 유지상)에서 개발한 석출형 음극 기술은 열 환원이 가능한 은 화합물을 전극 제조공정에 활용함으로써, 전고체전지의 수명 특성을 높이고 대량 제조를 가능하게 하는 것이 핵심이다. 그동안은 입자와 탄소 입자는 각각의 물리적 특성 차이로 인해 전극 제조 공정의 난이도를 높이고 전극 대량생산의 걸림돌로 작용하였으나, KETI 연구진은 전극을 코팅하고 건조하는 공정에서 사용하는 열에너지를 기반으로 은-탄소 복합층을 합성하는데 성공하였다.

    기술 개발을 주도한 정윤채(선임연구원) 박사팀에 따르면 기술 적용 후 전극 내 은과 탄소 입자의 분포가 균일해지는 것을 확인하였으며, 이에 따라 음극 내 리튬 이온의 활발한 이동이 가능해졌다. 뿐만 아니라 은 입자의 크기도 기존의 1/10 수준인 5nm(나노미터) 규모로 감소하였기 때문에, 더욱 경제적인 방법을 통해 대량의 전극 생산이 기대된다.

    KETI 차세대전지연구센터 유지상 센터장은 “은-탄소 입자의 효율적인 복합에 성공함으로써 전지 자체의 성능 향상뿐만 아니라 제조 공정의 단순화를 현실화하였다”라고 말하며 “KETI는 차세대전지 분야 핵심 기술을 발판으로 향후 고체전해질 신규 소재 및 공정 개발에도 집중하겠다”라고 밝혔다.

    이번 연구 결과는 화학 및 에너지 분야의 세계적인 학술지 재료화학저널A(Journal of Materials Chemistry A, IF=11.9)’ 최신호(12/14 발간)에 게재되고 전면 표지 논문으로 선정되는 성과를 이뤘다.

    한편 해당 기술은 산업통상자원부 및 한국산업기술기획평가원의 지원을 받은 산업기술 알키미스트 프로젝트를 통해 개발되었다.

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