KIST, AI로 '전고체전지' 전해질 소재 핵심 조건 찾아 작성일 01-25 57 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="18DLo0YCwL"> <p contents-hash="163db02015f46d3e66946376439fbcaeb42b41ba9c4dd13815d1c24069751e94" dmcf-pid="tQmaNuXSmn" dmcf-ptype="general">불에 타지 않는 고체 물질을 전해질로 사용하는 '전고체전지'가 차세대 배터리 기술로 주목받는 가운데, 그동안 분석이 어려웠던 '비정질 고체전해질'의 리튬 이온 이동이 규명됐다.<br></p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="589b9474caf3f5fa507225908d626bc706c8f29db9238df181dd45dfed9bed30" dmcf-pid="FxsNj7ZvIi" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="AI 기반 원자 시뮬레이션 활용 연구 모식도. AI를 이용한 고속 원자 시뮬레이션을 통해 리튬 이온 이동도를 분석·평가하고, 이를 바탕으로 높은 성능을 보이는 비정질 구조를 선별·분석한다." class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202601/25/etimesi/20260125120245734muuf.png" data-org-width="700" dmcf-mid="ZqCckBtWwg" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202601/25/etimesi/20260125120245734muuf.png" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> AI 기반 원자 시뮬레이션 활용 연구 모식도. AI를 이용한 고속 원자 시뮬레이션을 통해 리튬 이온 이동도를 분석·평가하고, 이를 바탕으로 높은 성능을 보이는 비정질 구조를 선별·분석한다. </figcaption> </figure> <p contents-hash="71bc2aadef645bbe1d98075cb6481f3f60e3bdf10dd107620298434f1d6f13a7" dmcf-pid="3MOjAz5TIJ" dmcf-ptype="general">한국과학기술연구원(KIST·원장 오상록)은 이병주 계산과학연구센터 박사팀이 AI 기반 원자 시뮬레이션을 통해 비정질 고체전해질에서 리튬 이온 이동을 좌우하는 핵심 요인을 규명했다고 25일 밝혔다.</p> <p contents-hash="e79c0640e5c75e7baaa4cacadd6967db4f2cdcff101a52ddf18de8cb5532359e" dmcf-pid="0RIAcq1ysd" dmcf-ptype="general">연구팀은 리튬 이온 이동을 '각 자리 사이의 이동 용이성'과 '이동 경로의 연결성'으로 구분해 분석한 결과, 전체 성능은 경로 연결성보다도 이온이 한 자리에서 다음 자리로 이동하는 난이도에 더 크게 좌우된다는 사실을 확인했다.</p> <p contents-hash="a1edd8090cda0d47a3f1e7106db40fd90883a0af4545f154c9da64df3704c63b" dmcf-pid="peCckBtWOe" dmcf-ptype="general">실제로 리튬 이온 이동성에 따라 이온 전도 성능은 조건에 따라 최대 5배 이상 차이를 보인 반면, 경로 연결성 영향은 약 2배 수준에 그쳤다. 이는 비정질 구조로 인해 설명이 어려웠던 성능 편차를 정량적으로 해석할 수 있는 기준을 제시한 것이다.</p> <p contents-hash="f01b2c7c58448e655f1d95ad8657d1c6fd7f5468760da19692cfcf26809cf801" dmcf-pid="UdhkEbFYmR" dmcf-ptype="general">또 연구팀은 리튬 이온 이동성을 높이는 구체적인 구조 조건을 밝혀냈다. 리튬 이온 주변을 네 개의 황 원자가 둘러싼 구조의 비율이 높을수록 이온 이동이 빨라졌으며, 내부 빈 공간의 크기가 적정 범위에 있을 때 가장 우수한 성능을 나타냈다. 특히 지나치게 큰 빈 공간은 오히려 이온 이동을 방해해 성능을 저하시킨다는 점에서 '밀도가 낮을수록 전도도가 높다'는 기존의 통념을 뒤집는 결과를 제시했다.<br></p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="6d352e4cc5dbdf868b574b634586edc2fa28d5edb821ef10adf2f94f74293d0d" dmcf-pid="uJlEDK3GmM" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="넓은 범위의 밀도, 조성을 가진 비정질 LPS (왼쪽)을 재현해, 기존에 논의 되었던 비정질 고체전해질의 성능을 결정하는 요인(가운데)을 검증하고, 구조적 특징이 없는 비정질에서 적용될 수 있는 새로운 프레임워크(오른쪽)을 제시했다." class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202601/25/etimesi/20260125120247090vbew.png" data-org-width="700" dmcf-mid="5Zz51aMVIo" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202601/25/etimesi/20260125120247090vbew.png" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 넓은 범위의 밀도, 조성을 가진 비정질 LPS (왼쪽)을 재현해, 기존에 논의 되었던 비정질 고체전해질의 성능을 결정하는 요인(가운데)을 검증하고, 구조적 특징이 없는 비정질에서 적용될 수 있는 새로운 프레임워크(오른쪽)을 제시했다. </figcaption> </figure> <p contents-hash="ddf9416749247726ca045458630c2feefcf002ad654386e2091cefe438ee4e8d" dmcf-pid="7iSDw90HDx" dmcf-ptype="general">이번 연구 성과는 전고체전지용 고체전해질 설계와 제조 공정에 바로 적용할 수 있다. 전해질의 조성 비율이나 압축·성형 조건을 조절해 내부 구조를 제어하는 것만으로도 추가적인 소재 변경 없이 이온 전도 성능을 개선할 수 있어, 산업 현장에서 활용도가 높다.</p> <p contents-hash="7be9c8f08ee2cce1db8f55b5241427870f9de97ef70826bf4b52fb82027ae781" dmcf-pid="znvwr2pXwQ" dmcf-ptype="general">또 이번 연구에서 제시한 분석 방법은 다양한 고체전해질 소재 개발로 확장될 수 있다. 고성능 후보 물질을 사전에 선별해 성능 예측과 소재개발 속도를 획기적으로 향상시킬 수 있어, 전기차와 에너지 저장장치 등 안전성과 에너지 밀도가 중요한 분야에서 전고체전지 상용화를 앞당길 것으로 기대된다.</p> <p contents-hash="7290393da6c936f18987569b27eb8751ecfea32c9fb73d012bda27c690c2fe1d" dmcf-pid="qLTrmVUZIP" dmcf-ptype="general">이병주 KIST 박사는 “이번 연구는 비정질 고체전해질 성능을 좌우하는 핵심 요인을 명확히 규명했다는 점에서 의미가 크다”며, “소재 성능을 체계적으로 개선할 수 있는 설계 기준을 제시한 만큼, 향후 전고체전지 상용화를 앞당기는 데 기여할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.</p> <p contents-hash="d6686f72adb37a53b074d9449962b7388b98e54fce4bc5e7c529d83e204846f2" dmcf-pid="Boymsfu5D6" dmcf-ptype="general">이번 연구 성과는 'Advanced Energy Materials 최신 호에 게재됐다.</p> <p contents-hash="442c48453aac20e3849fdc62f0b5f894f8e2e1b71a6d5b87b511f8166a9b5101" dmcf-pid="bgWsO471r8" dmcf-ptype="general">김영준 기자 kyj85@etnews.com</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 전자신문. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 "전고체전지 밀도 낮을수록 전도도 높다"는 통념 깨졌다 01-25 다음 매립지 가스로 항공유 만든다…국내 첫 100kg급 SAF 실증 01-25 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
