고체 전해질을 용액에 녹여 전극 부분에 코팅하는 방식의 새로운 전고체 배터리 제조 기술이 나왔다.
정윤석 UNIST(울산과기원) 에너지 및 화학공학부 교수와 서울대 오승모 교수 공동 연구팀(이하 정 교수팀)은 액상코팅이 가능한 고성능 고체 전해질을 제조 기술을 개발했다.
이 고체 전해질로 만든 ‘전고체 리튬전지’는 기존 전지에 비해 에너지 저장 용량이 크고, 출력 성능도 향상됐다.
이 연구 성과는 지난 22일자 ‘어드밴스드 머티리얼스’ 온라인판에 실렸다.
폭발이나 화재 위험이 없는 전고체 전지 개발은 고체 전해질 제조와 적용이 핵심이다.
문제는 고체 전해질은 분말 형태라 액체 전해질처럼 전극에 고루 스며들지 않기 때문에 전지 성능을 발현하기 어렵다는 점이다.
정 교수팀은 고체 전해질을 전극 활물질(에너지를 저장하는 물질)에 코팅하는 방식으로 이를 해결했다. ‘액상법(solution-process)’이라 불리는 이 공정은 고체 전해질을 녹인 용액에 분말 형태의 활물질을 섞어 분산 후 액체 용매를 증발시키는 기술이다. 이렇게 하면 활물질에 고체 전해질 층이 균일하게 코팅된다. 고체 전해질을 코팅한 활물질의 대량 합성도 가능하다.
정 교수는 “지금까지 알려진 고체 전해질은 용액에 잘 녹지 않아 코팅이 어려웠다”며 “전고체 리튬전지 상용화를 크게 앞당길 수 있을 것”이라 말했다.
울산=임동식기자 dslim@etnews.com
