GIST-LG에너지솔루션-KETI, 화재없는 차세대 배터리 기술 개발

LG에너지솔루션과 GIST-KETI가 화재 위험이 거의 없어 꿈의 배터리로 불리는 '전고체 배터리' 신기술을 개발했다. 이 전고체 배터리는 양극과 음극 사이 액체 전해질을 고체로 대체하는 기술이다. 화재 및 폭발 위험도를 크게 낮출 수 있는 반면, 에너지 밀도는 극대화할 수 있다. 연구는 GIST 에너지융합대학원 김상륜 교수 연구팀과 LG에너지솔루션 연구팀, 한국전자기술연구원(KETI) 차세대전지연구센터가 공동으로 진행했다. 이들은 기존 아지로다이트(은, 게르마늄, 황이 결합된 희귀광물) 구조의 황화물계 고체 전해질이 갖고 있던 한계(불안정한 반응 등)를 극복했다. 고전압, 고전류에서도 우수한 안정성으로 구동된다. 연구팀은 "NCM(니켈, 코발트, 망간)/Li(리튬)을 양극재와 음극재로 사용하는 전고체 배터리의 고체 전해질을 제공할 수 있을 것"으로 기대했다. 수소화-황화물계 고체전해질을 통해 이 기술을 NCM/Li 전고체 배터리에 적용한 결과, 고전류 밀도에서 200회 충, 방전 후에도 쿨롱 효율이 100%에 근접하는 가역적인 방전용량을 나타냈다. 쿨롱 효율(Coulomb efficiency)는 전기화학적 장치에서 전기에너지를 화학에너지로 변환하는 효율을 나타내는 값이다. 김상륜 교수는 “향후 수소화물을 활용한 전고체 배터리뿐만 아니라 리튬이온 배터리, 소듐이온 배터리, 포타슘이온 배터리 등 의 차세대 배터리 기술 개발에 적용할 수 있을 것"으로 기대했다. 연구는 LG에너지솔루션이 지원하는 산학 공동연구 사업과 한국연구재단의 개인기초연구, 민군협력진흥원의 민군겸용기술개발사업의 지원을 받았다. 연구성과는 재료과학 분야 저명 국제학술지'ACS 에너지 레터스'에 (현지시간 8월21일)온라인으로 실렸다.