"전극 소재 변형 탓…배터리 소재 설계에 결과 활용할 것"

리튬이온전지는 급속 충전과 방전을 반복하면 용량이 점차 감소하고 수명이 줄게 된다.

이 문제를 해결하려면 성능 저하를 일으키는 이유를 찾아야 하는데, 한국과학기술연구원(KIST)이 이 원인을 규명해 국제학술지 '앙게반테 케미'(Angewandte Chemie·온라인 10월 17일 자)에 발표했다고 4일 밝혔다.

KIST "급속 충전·방전 배터리 성능 저하 원인 찾았다"

KIST 에너지저장연구단의 장원영 책임연구원, 전북분원 탄소융합소재연구센터의 김승민 책임연구원 팀은 니켈계 소재를 양극으로 쓰는 전지를 대상으로 연구를 했다.

이 전지를 빠른 속도로 방전시키며 전자현미경으로 관찰한 결과, 양극 소재 구조가 변형되는 것을 확인했다.

이 변화는 양극으로 리튬이온이 충분히 도달하지 못해 발생했다.

고전압으로 충전과 방전을 거듭하면 전극 구조의 불안정성은 더 높아졌다.

연구진은 전자현미경 데이터를 활용해 전극 소재의 성능 저하 정도를 알아내는 분석 플랫폼도 구축했다.

장 책임연구원은 "전지 소재의 내부 변형으로 인한 배터리 성능 저하 메커니즘을 밝혀냈다"고 설명했다.

그는 "이번 연구 결과를 바탕으로 안정한 배터리 소재 개발에 매진할 계획"이라고 밝혔다.

/연합뉴스

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