KIST, 폭발·화재 없는 차세대 아연이온 배터리 개발

한국과학기술연구원(KIST)은 11일 에너지저장연구단 이중기 박사 연구팀이 폭발·화재 위험성이 없는 차세대 아연금속 전극 이차전지를 개발했다고 밝혔다.

이번에 개발된 배터리는 신체에 착용할 수 있을 정도로 안전하고 섬유형태로 제조 가능해 향후 위어러블 기기용 전원 활용으로도 기대되고 있다.

이 박사팀은 금속전극 표면에 전류를 반복적으로 흐르게 했다가 차단하는 방식인 싸이클 양극산화공법을 개발해 아연금속 산화막 표면코팅과 형상을 동시 제어하는 데 성공했다.

이렇게 개발된 이차전지는 구조적, 전기화학적 안정성으로 인해 가혹한 조건(9000mA/g, 약 2분 만에 총 용량의 완전충전 및 방전 등) 속 충·방전을 지속해도 1000사이클 동안 100%에 가깝게 용량을 유지했다.

나아가 이 박사팀은 섬유형태로도 이차전지를 제조했다. 이 배터리는 자유롭게 구부릴 수 있고 직물로 제작해 옷이나 가방 형태로도 응용할 수 있었다.

KIST 이중기 책임연구원은 “이번 연구에서 개발된 고성능 아연금속 이차전지는 기존의 리튬이온배터리가 인체와 접촉했을 경우 발생할 수 있는 잠재적 위험요인을 차단했다”며 “동시에 전지용량 측면에서도 기존 상용전지를 대체 가능할 수준의 우수한 전기화학적 성능과 함께 폭발, 화재의 위험이 없는 안전한 인체 친화형 차세대 이차전지로써 주목받을 것으로 기대된다”고 밝혔다.

이어 “높은 안정성과 향상된 전기화학적 성능뿐만 아니라 간단한 공정을 바탕으로 제조공정에 대한 실용화 가능성에 대한 경쟁력도 확보할 수 있을 것으로 보인다”고 덧붙였다.

한편 이번 연구는 과학기술정보통신부 지원으로 KIST 주요사업과 중견연구자지원사업 등으로 수행됐으며 재료과학분야 국제 저널인 ‘Advanced Functional Materials’ (IF: 16.836, JCR 분야 상위 3.981%)에 게재됐다.