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2022년 06월 25일 (토)
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경상국립대, 50년 숙원 ‘리튬 금속 배터리’ 한계 극복

에너지공학과 정현영 교수팀
인하대 함명관 교수팀과 공동연구
리튬 수지상 성장 해결 기술 개발

  • 기사입력 : 2022-05-20 08:00:31
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  • 경상국립대학교 융합기술공과대학 에너지공학과 정현영 교수팀과 인하대학교 함명관 교수팀이 공동연구를 통해 배터리 기술에서 50여 년간 숙원이던 리튬 금속 배터리의 수지상 성장 문제를 해결할 기술을 개발했다고 19일 밝혔다.

    연구 결과는 재료과학 분야 상위 7%의 학술지 스몰 최신호에 ‘수지상이 없는 금속 배터리를 위한 리튬 친화적인 그래핀 양자점을 이용한 견고하고 매우 부드러운 리튬 금속 계면’이라는 제목으로 게재됐고, 어드밴스드 머터리얼즈의 핫 토픽으로도 선정됐다.

    정현영 교수
    왼쪽부터 경상국립대 정현영 교수, 인하대 함명관 교수, 센틸 천라얀 박사.

    리튬 금속 배터리는 현행 리튬이온 배터리에 비해 10배 이상의 용량을 갖지만 현재까지 많은 연구에도 불구하고 수지상이라는 한계를 넘지 못하고 있다.

    하지만 이번에 공동 연구팀이 개발한 리튬 친화적인 그래핀 양자점이 적용된 배터리는 리튬 금속 배터리의 한계를 극복한 놀라운 성과로 받아들여지고 있다.

    기존 리튬 금속 배터리 성능을 2배 향상시켰고 2000시간 동안 작동해 매우 우수한 성능 및 안전성을 보였다. 공동 연구팀은 나노 크기보다 작은 그래핀 양자점 물질을 이용해 분리막에 간단하게 코팅함으로써 리튬 금속 표면의 수지상이 성장하는 것을 억제했다. 이를 통해 배터리의 안전성과 수명 문제를 해결해 리튬 금속 배터리 문제의 실마리를 제공한 연구결과로 주목받고 있다.

    또한 공동 연구팀의 금속 배터리는 고 전류에서 3500시간 동안 전압 안정성을 확보해 기존 리튬 금속에 비해 350배 이상 우수한 성능을 나타낸 획기적인 연구 결과로 평가받고 있다.

    책임 교신저자인 정현영 교수는 “리튬 금속 전극을 개질하기 위해 기존에는 비싼 장비와 기술을 필요로 해 상업화의 큰 장벽이 있었다면, 우리의 연구는 간단한 공정만으로 쉽게 리튬 금속 배터리의 성능을 향상시킬 수 있기 때문에 더 쉽게 상용화할 수 있다”고 말했다.

    강진태 기자 kangjt@knnews.co.kr

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