無音極 全固體 電池는 에너지 密度를 極大化하고 電池의 發火 問題를 解決하는 次世代 全紙로 注目받는다. 게티이미지뱅크
國內 硏究팀이 은(Ag)과 인듐(In)을 混合한 金屬 코팅으로 '無音極 全固體 리튬(Li) 電池'의 壽命을 最大 3倍 以上 늘리는 데 成功했다.
고려대는 유승호 化工生命工學科 敎授와 최지원 韓國科學技術硏究院(KIST) 電子材料硏究센터 責任硏究員 共同硏究팀이 無音極 全固體 電池의 界面 安定性을 높이는 金屬 코팅 方法을 開發해 電池의 壽命을 늘리고 硏究結果를 8日 國際學術誌 '에너지 스토리지 머티리얼스'에 揭載했다고 15日 밝혔다.
全固體 電池는 液體 電解質 代身 固體 電解質을 使用해 電池의 發火 問題를 解決한 次世代 電池다. 全固體 電池에서 리튬 陰極을 뺀 '無音極 全固體 電池'는 充電 時 陰極 役割을 하는 陰極 集電體에서 리튬 이온이 리튬 金屬으로 變한다. 陰極이 없으면 陰極이 차지하던 무게와 부피를 줄여 에너지 密度를 極大化할 수 있다.
陰極 集電體의 旣存 材料인 스테인리스 스틸 等은 리튬과 親和度가 떨어져 리튬 이온이 均一하게 붙지 않는다. 均一하지 않은 表面에서 리튬 金屬은 뾰족한 模樣으로 形成돼 充電과 放電을 反復하면서 漸漸 길어진다. 리튬 金屬이 電解質을 뚫고 兩極까지 이어지면 電池 段落이 일어나기 쉬워 壽命이 짧아지는 問題가 있다.
그間 陰極 集電體 表面을 리튬 親和性 物質로 코팅해 고르게 리튬 金屬을 形成하도록 誘導하는 方法이 硏究됐다. 特히 리튬과 親和性이 큰 은(Ag)이 無音極 全固體 電池에서 性能이 크게 向上된 것으로 알려져 있다.
無音極 全固體 리튬 電池의 陰極 集電體 表面에 銀과 인듐을 섞어 코팅하자 電池 壽命이 向上됐다. 高麗大 提供
硏究팀은 銀에 少量의 인듐(In)을 添加하여 인듐이 銀과의 시너지 效果를 일으키도록 했다. 유승호 敎授는 "銀과 인듐은 모두 리튬과 親和性이 좋지만 둘을 適切한 比率로 섞으면 銀 또는 인듐만 코팅했을 때보다 效果가 좋았다"며 "電池 壽命이 旣存 對比 3倍 以上 向上됐다"고 說明했다.
이어 “無音極 全固體 電池는 에너지 密度를 높일 수 있는 새로운 形態의 電池 시스템으로 學界에서 注目하고 있는 分野”라며 "이番 硏究 結果가 無音極 全固體 電池 性能 向上의 밑거름이 될 것으로 期待한다"고 밝혔다.
