폭발위험 원천차단 ‘전고체전지’…전기硏, 상용화 난제 해결 작성일 04-27 28 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">- 남기훈 박사팀, ‘나노 주석 중간층 제어 기술’ 개발</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="PF4fNaUZZD"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="b8f175d050f86d45818033f03621b2d7f1c798b660cbd3339eff8ba308b957f8" dmcf-pid="Q7MxDEb01E" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="이번 연구를 수행한 한국전기연구원 남기훈(왼쪽부터)·하윤철·김영오 박사·임소정 학생연구원.[한국전기연구원 제공]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202604/27/ned/20260427142335390zbdf.jpg" data-org-width="1280" dmcf-mid="8t9KLnFYGr" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202604/27/ned/20260427142335390zbdf.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 이번 연구를 수행한 한국전기연구원 남기훈(왼쪽부터)·하윤철·김영오 박사·임소정 학생연구원.[한국전기연구원 제공] </figcaption> </figure> <p contents-hash="ee1c23678b30ca0032eda7be476bdcca94363dd65bf7058485409ad9c581d7b0" dmcf-pid="xzRMwDKpZk" dmcf-ptype="general">[헤럴드경제=구본혁 기자] 국내 연구진이 폭발위험을 원천차단한 차세대 전고체전지의 상용화 난제를 해결했다.</p> <p contents-hash="0374f11c2cc6007d566a570142cbeb28da414e3def2fcbacde215e811a914389" dmcf-pid="yEYWBqmj1c" dmcf-ptype="general">한국전기연구원(KERI) 전지소재·공정연구센터 남기훈 박사팀은 전고체전지 상용화를 가로막던 리튬 금속 음극과 고체전해질 사이의 ‘계면 불안정’ 문제를 해결할 ‘나노 주석(Sn) 중간층 제어 기술’ 개발에 성공했다.</p> <p contents-hash="c7de1a51127d441f329504db56a73a6a60885b5d395f9ca6b7832c134aa775d6" dmcf-pid="WDGYbBsAXA" dmcf-ptype="general">이번 연구성과는 에너지·재료 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 에너지 머티리얼즈(Advanced Energy Materials)’ 표지 논문으로 선정됐다.</p> <p contents-hash="95e708e7e923539f7d8d681d0735cdbd1c1563bd37c666b9be7395f72c49c4dd" dmcf-pid="YwHGKbOc1j" dmcf-ptype="general">전고체전지는 화재 위험이 없어 ‘꿈의 전지’로 불린다. 하지만 고성능화를 위해 기존 흑연 대신 ‘리튬 금속’을 음극으로 사용할 경우, 고체전해질과의 물리적 접촉이 완벽하지 않아 이온 이동이 방해를 받는 ‘계면 저항’이라는 고질적인 문제가 발생한다. 또한 충·방전 중 리튬이 나뭇가지 모양으로 비정상적으로 자라나는 ‘수지상 성장(덴드라이트)’이 형성되어 전지의 수명을 단축시키는 한계가 있었다.</p> <p contents-hash="bd1e2af20c8496fd5603455caaaafcf1d8ce04c2cab21c38021555a372d34ca8" dmcf-pid="GrXH9KIkXN" dmcf-ptype="general">업계에서는 고체 간 접촉을 유지하기 위해 실험실 수준에서 고압의 물리적 힘(수십 메가패스칼(MPa))을 외부에서 가하거나 고가의 복잡한 코팅 기술을 사용해 왔다. 그러나 이러한 고압력 구동 조건을 실제 전기차 등에 적용할 경우, 전지보다 가압 시스템이 더 무거워지는, 이른바 ‘배보다 배꼽이 더 큰’ 상황이 발생할 수 있다. 이는 제작 비용의 급격한 증대와 차량 내 공간 효율 저하로 직결되어 전고체전지 상용화의 가장 큰 걸림돌이 되어 왔다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="48720b7fa8fe5b41d04604c57af07d7d63e999c0f669d64397dbfa62dd05f129" dmcf-pid="HmZX29CE1a" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="이번 연구성과가 게재된 국제학술지 ‘어드밴스드 에너지 머티리얼즈’ 표지.[한국전기연구원 제공]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202604/27/ned/20260427142335653vhtj.jpg" data-org-width="721" dmcf-mid="69niIO4qGw" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202604/27/ned/20260427142335653vhtj.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 이번 연구성과가 게재된 국제학술지 ‘어드밴스드 에너지 머티리얼즈’ 표지.[한국전기연구원 제공] </figcaption> </figure> <p contents-hash="bfbd9852ff7ae93ed208491a55c31e38641a570de2d368004573ec770f32443b" dmcf-pid="Xs5ZV2hDZg" dmcf-ptype="general">연구팀은 리튬을 잘 끌어당겨 저장하는 ‘나노 주석 분말(nano Sn)’을 활용해 얇은 중간층(Interlayer)을 만들었다. 그리고 이 중간층을 마치 판박이 스티커처럼 찍어내는 ‘전사(Transfer Printing) 공정 전사’를 통해 리튬 금속 음극 표면에 정밀하게 밀착시켰다. 중간층은 리튬 금속에 가해지는 물리적 손상을 없애주고(계면 저항 해소), 이온이 빠르게 이동할 수 있는 고속도로 역할을 하여 전지의 저항을 크게 낮춰준다.</p> <p contents-hash="edda1bab5dbdda0af51c90cf2ffaba3bcc12021da2bbdff22a3521fc71c5ca3b" dmcf-pid="ZO15fVlwYo" dmcf-ptype="general">이 기술을 대면적 파우치 셀에 적용했고, 1cm²당 약 20kg의 무게만 실리는 2MPa의 낮은 압력 조건에서도 무려 500사이클 동안 81% 이상의 우수한 용량 유지율을 달성했다. 351Wh/kg의 높은 에너지 밀도를 기록하며 기존 상용 리튬이온전지 수준(150 ~ 250 Wh/kg)을 넘어서는 성능을 증명했다. 무거운 장치나 비용 부담 없이도 성능을 극대화할 수 있는 전고체전지 실용화 가능성을 제시한 세계 최고 수준의 성과다.</p> <p contents-hash="5206b3cdb46c60065006563d8e8436569837e1a0843a26dc8a499397f88fb18d" dmcf-pid="54agSlQ9XL" dmcf-ptype="general">남기훈 박사는 “전고체전지 상용화의 핵심인 대면적 확장성과 계면 안정성을 동시에 확보하여 실질적인 해법을 제시했다는 데 의의가 있다”며 “우리 기술이 전기차나 휴머노이드, 에너지저장장치(ESS) 등 고성능 전지가 필요한 미래 산업의 핵심 동력이 될 수 있도록, 실제 상용 제조 공정에 적합하게 기술을 더욱 고도화하겠다”라고 밝혔다.</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 헤럴드경제. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 “30년 집념의 결실”... 김태곤 PD, 임진왜란 게임으로 '역사 유니버스' 도전 04-27 다음 파크골프 창업시장, 극초기 지나 안정화 진입… 창업자 ‘가성비 브랜드’ 선호 뚜렷 04-27 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
