휴대폰이나 노트북 배터리 용량 2배 이상 늘어난다

이달의 KIST인상 10월 수상자 조원일-김문석 박사팀, 차세대 리튬금속·이온전지 기술 개발

KIST 에너지저장연구단의 김문석(왼쪽) 연구원과 조원일 책임연구원이 ‘이달의 KIST인상’ 10월 수상자로 선정된 뒤 미소를 머금고 기념촬영을 하고 있다. /사진=KIST

스마트폰이나 노트북컴퓨터에 쓰이는 리튬이온전지보다 2배 이상의 용량을 갖는 차세대 리튬금속·이온전지 기술을 개발한 연구진에게 ‘이달의 KIST인상’이 돌아갔다.

한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권)은 25일 차세대 전지 원천 기술을 개발한 에너지저장연구단 조원일 책임연구원과 김문석 박사 연구팀을 ‘이달의 KIST인상’ 10월 수상자로 선정했다고 밝혔다.

이번에 개발된 기술은 리튬이온전지의 에너지 밀도를 2배 이상 상회하고 1,200회 이상 충·방전해도 처음의 80% 이상 성능을 유지하고 상용화 가능성이 높다는 게 KIST의 설명이다.



기존 리튬이온전지는 에너지밀도가 낮아 드론 등 무인이동체를 장시간 운용하기에 한계가 있다. 리튬이온전지의 흑연 음극을 리튬금속으로 대체한 리튬금속이온전지가 주목받고 있지만 금속표면에서 덴드라이트 현상이 발생하여 전지가 폭발하거나 수명이 줄어드는 문제가 있다.

이에 따라 KIST 연구진은 그래핀계 나노소재를 효과적으로 리튬금속 표면에 고르게 전사해 ‘랭뮤어-블라젯 인조 고체-전해질 계면상’이라 부르는 인조 보호막과 양자역학 계산을 활용해 매커니즘을 규명하고 최적의 전해질 배합을 개발했다.

이 연구는 미국 코넬대 린든 아처 교수팀과 공동으로 이뤄졌으며 ‘Nature energy’(IF:46.859) 10월호에 게재됐다. /고광본선임기자 [e-mail]