전극 코팅으로 차세대 '리튬-황 이차전지' 성능 높였다

전극 코팅으로 차세대 '리튬-황 이차전지' 성능 높였다

KIST 연구진 "드론, 자율주행차 등에 적용 기대"

(서울=연합뉴스) 신선미 기자 = 국내 연구진이 '리튬-황 이차전지'의 성능을 높이는 방법을 개발했다. 이 전지는 현재 휴대폰이나 노트북 등에 쓰는 리튬 이온전지 보다 에너지를 많이 저장할 수 있어 '차세대 전지'로 주목받는다.

한국과학기술연구원(KIST)은 조원일 에너지융합연구단 박사팀이 전지의 두 전극을 코팅하는 방법으로 리튬-황전지의 성능을 높이는데 성공했다고 24일 밝혔다.

리튬을 음극으로 쓰고, 황을 양극을 쓰는 리튬-황 이차전지는 에너지 저장성이 높지만, 상용화하는 데는 아직 몇 가지 걸림돌이 있다.

이중 하나가 전지의 충전 및 방전을 반복하는 동안 음극과 양극 소재가 반응을 일으켜 리튬폴리설파이드(LiPS) 등의 부산물을 만드는 것인데, 이 부산물의 반응으로 인해 전지의 용량이 줄거나 수명이 짧아지게 된다.

연구진은 부산물 생성으로 인한 피해를 방지하고자, 양극과 음극에 일종의 '보호막'을 씌우는 방법을 고안했다.

다양한 신소재(인공 고체-전해질 중간물질·ASEI)를 제조, 양극과 음극에 각각 코팅한 것이다.

그 결과 고성능 리튬-황 전지를 1천 회 이상 충전·방전을 반복하더라도 성능이 안정적으로 유지됐다. 리튬 이온전지에 비해 에너지 저장 용량은 3배 정도 높아졌다.




조원일 박사는 "리튬 금속을 음극으로 하는 차세대 이차전지의 상용화를 앞당기게 될 것"이라고 이번 연구의 의의를 밝혔다.

이어 "개발한 리튬-황 전지는 가볍고 에너지 출력이 높아 앞으로 드론, 자율주행차와 에너지저장시스템(ESS) 등에 적용되리라 기대한다"고 덧붙였다.

연구결과는 7일 국제학술지 '나노에너지'(Nano Energy)에 실렸다.






sun@yna.co.kr

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