전기연구원, 리튬금속전지용 고효율 리튬 저장 기술 개발
전기연구원, 리튬금속전지용 고효율 리튬 저장 기술 개발
  • 이재용 기자
  • 승인 2021.09.09 11:01
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음극용 리튬 금속 효과적 저장··· 안전성 및 성능 향상, 대량 생산 가능한 전계방사법 이용
전기연구원은 리튬금속전지용 고효율 리튬저장 기술을 개발했다. 이상민 박사(왼쪽), 김병곤박사(가운데), 강동우 연구원(오른쪽).
전기연구원은 리튬금속전지용 고효율 리튬저장 기술을 개발했다. 이상민 박사(왼쪽), 김병곤박사(가운데), 강동우 연구원(오른쪽).

[일렉트릭파워 이재용 기자] 한국전기연구원(원장 명성호) 차세대전지연구센터 김병곤 박사가 리튬금속전지용 고효율 리튬저장기술을 개발하고, 관련 논문이 저명 국제학술지에 게재됐다.

김병곤 전기연구원 박사는 리튬 친화성 물질인 ‘금’ 나노 입자가 내부에 소량(무게 비 1%) 포함된 ‘코어-쉘(Core-Shell)’ 구조의 ‘탄소 나노 파이버’를 제작했고, 코어 내부에 리튬을 선택적으로 저장함으로써 리튬 전·탈착(electro-deposition·dissolution) 효율을 향상시키는 방식을 활용했다.

금 나노 입자는 리튬 친화성 특성으로 인해 구조체 내부에서 리튬이 전·탈착되도록 도와주고, 구조체 외부에 수지상 결정이 성장하는 것도 억제해줬다.

특히 어려운 합성 과정을 통한 소량 생산으로 이어지는 결과가 아니라 ‘전계방사법(electrospinning)’ 합성법을 통해 대량 생산이 가능하다는 측면에서 실용성이 더욱 크다.

이번 연구결과는 높은 기술 수준을 인정받아 저널인용지표(JCR) 상위 2.8% 국제학술지인 ‘케미컬엔지니어링저널(Chemical Engineering Journal)’에 논문이 게재됐다.

이 기술은 향후 고용량 배터리가 필요한 전기차나 드론, 전력저장장치(ESS) 등 분야에 적용될 수 있을 것으로 보고 있으며, 최근 출시되는 전자기기들도 현재 시스템보다 훨씬 더 높은 에너지(전력)를 필요로 하기 때문에 이런 기기들의 사용시간을 획기적으로 늘려주고, 무게도 가볍게 해줄 것으로 기대하고 있다.

김병곤 박사는 “차세대 이차전지로 손꼽히는 리튬금속전지 상용화의 관건인 ‘고효율 리튬 저장체’를 대량으로 생산할 수 있는 기법을 개발했다는 측면에서 의의가 대단히 크다”고 밝히며 “꾸준한 연구를 통해 현재의 개발품보다 더 향상된 성능을 보이는 리튬 저장체를 개발하겠다”고 전했다.

이번 연구는 한국연구재단 기후변화대응기술개발사업(과제책임자 이상민) 및 전기연구원 기본사업(과제책임자 김병곤)으로 진행됐다.


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