리튬이온 이동속도 빠른 젤리형 전해질 개발

아주경제 이한선 기자= 미래창조과학부는 송현곤 UNIST 교수팀이 주도한 박노정 교수 공동연구팀이 리튬이온의 이동속도가 빠른 젤리형태 리튬이차전지 전해질을 개발했다고 27일 밝혔다.
　
연구성과는 네이처 자매지 사이언티픽 리포트 지난달 29일자에 게재됐다.
　
연구는 리튬이온이 기존 액체 전해질 대비 1.5배 이상 빠르게 움직이는 젤리 전해질을 개발해 지난 10년간 리튬이차전지 시장을 장악해 온 액체전해질을 대체하고 전지 성능과 안전성을 동시에 개선할 수 있어 전기자동차 및 에너지 저장장치 분야에 활용될 것으로 예측된다.
　
전해질은 이차전지의 충전 혹은 방전 과정에서 리튬 이온을 양극 또는 음극으로 전달하는 매개체 역할을 하는 소재로 이온전도도, 리튬이온 이동속도 등에 따라 성능 및 안전성에 큰 영향을 미친다.
　
기존 리튬이차전지에 사용되고 있는 액체 전해질은 리튬이온이 빠르게 움직이는 장점은 있지만 전해질이 전지 밖으로 흘러나올 가능성이 있어 안전성에 문제가 있었다.
　
이에 대한 해결책으로 제시되고 있는 젤리 또는 고체형태의 전해질은 리튬이온의 전달율이 큰 것과 안전성은 확보할 수 있지만 리튬이온이 느리게 움직여 상용화에 어려움이 있었다.
　
이번에 개발된 신규 젤리 전해질은 젤리 형태로 얽혀있는 고분자 실을 따라 리튬이온이 빠르게 이동하는 원리를 이용해 액체 전해질에서 리튬이온이 빠르게 움직이는 장점과 고체 전해질에서 리튬이온의 전달율이 큰 장점을 동시에 확보했다.
　
높은 온도에서도 변성이 일어나지 않아 안전하고 오래 쓸 수 있어 기존 액체 전해질을 대체할 수 있을 것으로 기대된다.
　
송 교수는 “이번 연구결과는 소니가 리튬 이차전지를 개발한 이래 현재까지 사용되고 있던 액체 전해질에서 탈피한 새로운 도전으로 향후 전기자동차 및 에너지 저장장치를 활성화시킬 기반을 마련한 것”이라고 밝혔다.