단국대 최용석 교수팀, 전고체 배터리 이온전도도 높인 기술 개발

단국대학교 최용석 교수(신소재공학과) 연구팀이 고려대 이재철 교수, 한국과학기술연구원 정경윤 박사와 공동으로 차세대 꿈의 배터리라 불리는 '전고체 배터리'의 이온전도도를 높일 수 있는 기술을 개발했다고 26일 전했다.

일반적으로 2차 전지는 전해질이 배터리의 양극과 음극으로 이온을 이동시켜 전력을 생산하는데, 전해질의 종류에 따라 액체 전해질을 사용하는 리튬 이온 배터리와 고체 전해질을 사용하는 전고체 배터리 등으로 구분된다.

액체 전해질 사용하는 가장 대표적인 리튬이온 배터리는 에너지 밀도가 높고 수명이 길어 전기자동차, 스마트 기기 등에 널리 사용되고 있지만, 외부의 충격이나 변형으로 분리막이 손상되면 화재와 폭발의 위험이 있다.

연구팀은 황화물계 고체 전해질인 황화물(황화 리튬, 오황화인, 게르마늄 이황화물)과 염화물(염화게르마늄, 염화은)의 분말을 고열에서 합성해 높은 이온전도도를 보이는 고체 전해질을 개발했다.

연구팀이 개발한 고체 전해질은 기존 재료 대비 50~80%까지 향상된 이온전도도(2.39, 12.4 mS/cm)를 보여 기존의 액체 전해질과 비슷한 이온전도도(~10 mS/cm)를 보였다.

최용석 교수는 "이번 연구는 전고체 배터리 개발에 걸림돌이 됐던 이온전도도를 개선해 상용화를 앞당기는데 기여할 것으로 기대된다"며 "앞으로 고체 전해질의 안정성, 기계적 물성 등 다양한 특성들을 연구해 전고체 배터리에 최적화시키는 연구를 수행할 것"이라고 했다.
천안=하재원 기자