[충청뉴스 이성현 기자] 국내 연구진이 화재 위험이 낮은 ‘꿈의 배터리’로 불리는 전고체 배터리의 실용화를 앞당길 핵심 전해질 설계 기술을 선보였다.
한국과학기술원(KAIST)은 신소재공학과 서동화 교수 연구팀이 공기 중 수분에 취약해 성능이 급격히 떨어지던 기존 할라이드계 고체 전해질의 단점을 보완하고 이온 전달 속도까지 대폭 끌어올린 전고체 배터리용 고체 전해질 설계 기술을 개발했다고 16일 밝혔다.
연구팀은 전해질 내부에 산소를 닻처럼 견고하게 결합해 구조적 안정성을 확보하는 ‘산소 앵커링’ 기술을 활용했다.
특히 이 과정에서 텅스텐 원소를 활용해 전해질의 뼈대를 단단히 고정함으로써, 공기 중 수분과 접촉해도 구조가 쉽게 무너지지 않는 방어막을 형성하는 데 성공했다.
안정성 확보와 동시에 성능도 잡았다. 전해질 내부 구조를 최적화해 리튬 이온이 이동하는 경로를 더 넓고 매끄럽게 설계했기 때문이다. 실험 결과 새로운 설계가 적용된 전해질은 기존 지르코늄 기반 소재보다 이온 이동 속도가 약 2.7배 빨라졌다.
서동화 교수는 “이번 연구는 공기 안정성과 이온전도도를 동시에 향상시키는 구조 설계 전략을 통해 다중 성능을 최적화하는 새로운 소재 설계 원리를 제시한 것”이라고 설명했다.
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