카이스트 최남순 교수 연구팀
높은 방전용량 유지율 보여줘

국내 연구진이 리튬 금속 전지의 에너지 밀도를 높이고 고전압 구동 시 안정성을 크게 높여줄 새로운 용매 개발에 성공했다.

카이스트(KAIST)는 생명화학공학과 최남순(사진) 교수 연구팀이 울산과학기술원(UNIST), 서울대, 고려대, 경상국립대와 공동연구를 통해 높은 충전 전압에서 리튬 금속전지의 효율과 에너지를 유지하는 세계 최고 수준의 전해액 조성 기술을 개발했다고 19일 밝혔다.

연구팀은 기존에 보고되지 않은 용매를 새롭게 합성해 전해액의 주 용매로 사용했으며 전극과 전해액을 안정화하는 첨가제 기술을 통해 리튬 금속전지의 고전압 수명 성능 및 고속 충전 특성을 획기적으로 높였다.

연구팀은 높은 충전 전압에서 안정적으로 사용할 수 있는 새로운 용매를 합성하는 데 성공해 향상된 가역 효율(상온 200회 99.9%)을 달성했다. 또 이번에 개발한 전해액 기술은 리튬 대비 4.4V(볼트) 높은 충전 전압 조건에서 다른 전해액보다 약 5% 정도 높은 75%의 높은 방전용량 유지율을 보였다.

최 교수는 “새로운 구조로 디자인된 용매는 기존 용매보다 고전압 안정성이 매우 우수하고 전지 구동 중 전해액 분해를 최소화해 전지 내압 상승요인인 가스 발생을 억제하는 전해액 용매”라며 “고전압 리튬 금속전지 실용화를 위한 전해액 설계에서 새로운 이정표를 제시했다”고 자평했다.

김건호 기자 [e-mail]