연세대, 2차전지 충·방전 특성 평가 측정기술 개발

2차전지 전극 활물질의 충, 방전 특성을 비접촉식으로 측정할 수 있는 기술이 개발됐다.

연세대 전기화학응용연구실 김광범 교수팀은 EME(Electrochemical Mirage Effect)기술을 활용, 이차전지 전극, 전해질 계면의 산화, 환원 반응을 탐침용 레이저빔으로 측정할 수 있는 시스템을 개발했다고 7일 밝혔다.

이번에 개발한 EME시스템은 이차전지의 성능과 수명을 결정하는 전극, 전해질 계면의 산화, 환원반응을 충, 방전이 진행되는 동안 실시간(insitu)으로 화학종의 확산 및 과도 현상을 모두 측정할 수 있다는 것이 최대 특징이다.

또한 고도의 직진성을 갖는 레이저빔과 레이저 검출기를 이용, 전기화학 반응이 일어나는 동안의 전극 변화뿐 아니라 반응에 참가하는 전해질속의 화학종 및 전극내에서 확산하는 화학종을 측정할 수 있다. 이외에도 탐침용 레이저의 편향을 통해 10(3승)mol까지 농도변화를 측정할 수 있으며 다중 파장의 여기광(excitation light)을 탐침용 레이저와 함께 전극 표면에 조사하면 반응에 참여하는 화학종을 분별할 수 있다.

특히 기존 전기화학적 분석 방식과는 달리 이차전지용 전극 활물질의 충, 방전 특성 및 반응기구를 규명, 이차전지 전극 활물질의 성능을 향상시킬 수 있다고 김교수팀은 설명했다.

그동안 사용돼온 분광학적 표면 분석기술(ESCA, AES, LEED)은 반응이 완료된 후에 시편을 전기화학조에서 분리해 분석용 시편 제작후 측정, 시편 제작동안 있을 수 있는 전극의 여러가지 변화 및 이물질 오염에 대한 대책이 부족하고 반응중 전극 표면에 대한 연구가 불가능했다.

<온기홍 기자>