한국전자기술연구원(KETI)이 전고체 전지의 에너지 및 출력 특성을 개선하는 건식 전극용 첨가제 개발에 성공했다고 17일 밝혔다.
전고체 전지에 적용 가능한 건식 전극은 습식으로 제조할 때와 달리 용매를 사용하지 않아 양극과 음극 활물질층을 두껍게 쌓아 올린 ‘후막 전극’ 구현이 가능하다. 하지만 높은 압력으로 인해 전극 내 기공이 발생해 에너지 밀도가 낮아지는 문제점이 있다.
KETI 차세대전지연구센터는 이러한 문제를 해결하기 위해 건식 전극의 제조 공정에 입도(입자의 크기)가 제어된 리튬염(LiPO2F2) 소재의 첨가제를 혼합했다. 이를 통해 황화물계 전고체 전지용 양극을 더욱 얇게 구현하는 데 성공했으며 같은 부피당 더욱 높아진 용량과 출력 특성을 확보했다. 또 전극의 화학·기계적 안정성을 개선해 양극의 균열 발생 및 표면 부반응을 감소시켰다.
전고체 전지는 기존 리튬 이온 전지의 양극과 음극 사이를 채우고 있는 액체 전해질을 고체로 바꾼 차세대 배터리다. 폭발 위험이 없어 안전하면서도 기존 전지에 비해 에너지 밀도가 높은 게 특징이다. 이에 전 세계적으로 전고체 전지 상용화를 위한 원천 기술 확보의 경쟁이 치열하다.
KETI 관계자는 “전고체 전지의 급속 충전 성능을 확보하기 위한 대부분의 연구가 높은 이온 전도도를 가지는 고체 전해질 소재에 집중돼 있지만 양극 및 음극재 구현 기술을 개발하는 것 또한 중요하다”며 “KETI는 단입자 형태의 NCM 양극재 기술, 석출형 음극재 공정기술 등 전고체전지 분야 차세대 소재 기술을 다수 보유하고 있는 만큼 핵심 원천 기술을 지속적으로 확보해 국내 전고체 전지 상용화에 주력하겠다”고 말했다.
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