화학연, 전기 자동차용 전고체 전지 개발…기술이전 협약

한국화학연구원 강영구·석정돈·김동욱 박사 연구팀은 25일 상용화할 수 있는 '전고체 전지'용 고분자 고체 전해질과 전극 핵심 기술을 개발했다고 밝혔다.

리튬이온 전지는 전해질이 액체 상태로, 온도 변화·외부 충격으로 불안정하게 되면 화재 위험이 있다.

전고체 전지는 전해질을 포함한 모든 구성요소가 고체로 이뤄져, 화재·폭발을 방지할 수 있는 강점을 지닌 차세대 전지로 주목받고 있다.

고체 전해질 가운데 '고분자 고체 전해질'은 안전성 외에도 경제성, 공정 편의성, 유연(플렉서블) 소자 적용 가능성 등 여러 장점으로 전고체 전지의 핵심 전해질로 손꼽힌다.

다만 기존 고분자 고체 전해질의 경우 상온에서 리튬이온 전도도가 낮고 전극과 원활한 리튬이온 전달(계면 안정화)이 어려워, 이차전지 성능이 떨어지는 문제로 인해 상용화에 걸림돌이 됐다.

연구팀은 일종의 그물망 형태(가교구조)로 이온 전도성 고분자 가소제가 서로 연결되도록 설계해, 리튬이온의 전도성·유연성이 우수하고 대량 합성이 가능한 고체 고분자 전해질을 개발했다.

전고체 전지의 성능을 저하하는 요인 가운데 하나인 전극과 전해질 계면에서의 이온 전달 저항을 최소화하면서도 안정적인 전지 구현을 위해 고분자 소재인 이온전도성 바인더와 전지의 전극 반응에 관여하는 물질인 전극 활물질이 유기적으로 통합된 복합전극을 설계했다.

화학연 관계자는 "전기차용 고안전성 배터리 시장의 성장 가능성과 경제적 파급효과가 무궁무진할 것으로 전망된다"고 말했다.

화학연은 이날 에너진에 해당 기술을 이전하는 내용의 협약식을 개최했다.

/연합뉴스