“12분 완충·800㎞ 주행” 리튬메탈전지 상용화 청신호

작성일 09-04

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div>  <strong class="summary_view" data-translation="true"> KAIST·LG에너지솔루션 공동 <br>수명 안정성 기술 난제 해결</strong> 
        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="9TZHTXRuZk">
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="5204499c91bb0b90b0eca67008b70c6ceafe7c26efa0bf984ed87c9c33df6346" dmcf-pid="2y5XyZe7Gc" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="KAIST 생명화학공학과 권혁진(앞줄 왼쪽부터)  박사과정생, 김희탁·김성수 교수가 ‘응집 억제형 신규 액체 전해액’ 파우치를 들어 보이고 있다. [KAIST 제공]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202509/04/ned/20250904112447127qtru.jpg" data-org-width="1200" dmcf-mid="KCANnjFO5E" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202509/04/ned/20250904112447127qtru.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            KAIST 생명화학공학과 권혁진(앞줄 왼쪽부터) 박사과정생, 김희탁·김성수 교수가 ‘응집 억제형 신규 액체 전해액’ 파우치를 들어 보이고 있다. [KAIST 제공]
           </figcaption>
          </figure>
          <p contents-hash="4a2b302edc0143c029636fc10e25b724c4802873abd14afebb8cc136f0c252ca" dmcf-pid="VW1ZW5dzHA" dmcf-ptype="general">“1회 충전으로 800㎞ 주행, 12분 만에 초고속 충전까지….”</p>
          <p contents-hash="2639bfe6f6d4d33c21a1f2fa55d9f57cb39e14bf4859fb9363fbfdd9c3bc27d8" dmcf-pid="fYt5Y1JqGj" dmcf-ptype="general">국내 연구진이 차세대 리튬메탈전지의 난제였던 덴드라이트 문제를 해결하며 전기차 배터리 기술의 새 패러다임을 제시했다. 기존 리튬이온전지가 최대 600㎞ 주행에 머물렀다면, 리튬메탈전지는 1회 충전 800㎞, 누적 30만㎞ 이상 수명, 12분 초고속 충전을 가능케 했다.</p>
          <p contents-hash="622d3f825e5ffe8630d03956be295ebba9ee6663e5d202cd7858a47d4fb162f8" dmcf-pid="4GF1GtiBXN" dmcf-ptype="general">KAIST는 김희탁 생명화학공학과 교수 연구팀과 LG에너지솔루션이 공동으로 진행하고 있는 프론티어 연구소(FRL) 연구팀이 리튬메탈전지의 성능을 획기적으로 늘릴 수 있는‘응집 억제형 신규 액체 전해액’원천기술을 개발했다고 4일 밝혔다.</p>
          <p contents-hash="91d3080d37850005460d23c8e000db52ee36da5c00951103b35aa5105fd6d1bb" dmcf-pid="8H3tHFnbYa" dmcf-ptype="general">리튬메탈전지는 리튬이온 전지의 핵심 재료 중 하나인 흑연 음극을 리튬메탈로 대체하는 것으로, 리튬메탈은 여전히 전지의 수명과 안정성 확보를 어렵게 하는‘덴드라이트’라는 기술적 난제가 있다. 덴드라이트는 배터리 충전 시 음극 표면에 형성되는 나뭇가지 모양의 리튬 결정체로 배터리 성능과 안정성에 악영향을 미친다.</p>
          <p contents-hash="660fa420e1685eb1b6e333c86f0b9e4e964727b4047cb1590c4b9027724d1959" dmcf-pid="63q73zA85g" dmcf-ptype="general">이 덴드라이트 현상은 급속 충전 시 더욱 심각하게 발생하며 전지의 내부 단락을 유발하기 때문에, 아직 급속 충전 조건에서 재충전할 수 있는 리튬메탈전지의 기술은 구현이 매우 어려웠다.</p>
          <p contents-hash="e9c56296d976f35cb5edd4496a60ab2e5d663bcd96e35347220e43fb59c0d83c" dmcf-pid="P0Bz0qc6Yo" dmcf-ptype="general">연구팀은 리튬메탈이 급속 충전 시 덴드라이트 형성의 근본적 원인이 리튬메탈 표면에서 불균일한 계면 응집반응 때문임을 규명하고, 이 문제를 해결할 수 있는 ‘응집 억제형 신규 액체 전해액’을 개발했다.</p>
          <p contents-hash="cd9cc01c81314e1d47f2126f39c1a899c1db199daa11b3b5bab1a465b443a107" dmcf-pid="QpbqpBkP5L" dmcf-ptype="general">신규 액체 전해액은 리튬 이온(Li⁺)과의 결합력이 약한 음이온 구조를 활용해 리튬 계면 상의 불균일성을 최소화하며, 급속 충전 시에도 덴드라이트 성장을 효과적으로 억제하는 특징이 있다.</p>
          <p contents-hash="542e359060ac4af3e6538471dc0dbce2264d4bac191df53349b9418ee700def9" dmcf-pid="xUKBUbEQXn" dmcf-ptype="general">이 기술은 높은 에너지밀도를 유지하면서도, 기존 리튬메탈전지에서 한계로 지적되던 느린 충전 속도를 극복해, 긴 주행거리를 확보하면서도 빠른 충전에서도 안정적인 작동이 가능하다는 특징이 있다.</p>
          <p contents-hash="b04aef45ce17d477fd63273227627f58d11a9250f9fc4cd38bb793e82cc13e4d" dmcf-pid="yAmwArzTXi" dmcf-ptype="general">김재영 LG에너지솔루션 최고기술책임자(CTO·전무)는 “LG에너지솔루션과 KAIST가 FRL을 통해 이어온 지난 4년간의 협력이 유의미한 성과를 창출하고 있다”며 “앞으로도 산학 협력을 더욱 강화하여 기술적인 난제를 해결하고 차세대 배터리의 분야에서도 최고의 성과를 창출해 나가겠다”고 말했다.</p>
          <p contents-hash="b7a4daedd621fcbf86bbbd46b86f4775e864536a30209fb68bdf5a83f8aeef6f" dmcf-pid="Wcsrcmqy1J" dmcf-ptype="general">김희탁 교수는 “이번 연구는 계면 구조에 대한 이해를 통해 리튬메탈전지의 기술적 난제를 돌파하는 핵심 토대가 됐고 리튬메탈전지가 전기차에 도입되기 위한 가장 큰 장벽을 넘어섰다”고 평가했다.</p>
          <p contents-hash="22d0a866569995fb2e92bf125fe8af5fc37a09b77f7e1a6367d897d06adaac64" dmcf-pid="YkOmksBWtd" dmcf-ptype="general">이번 연구 결과는 국제 학술지 ‘네이처 에너지(Nature Energy)’에 지난 3일자로 게재됐다. 구본혁 기자</p>
         </section> 
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