3D시스템즈 20200123

홈 > 전기·에너지 > 테크인사이트



Advertisement
매거진
잡지이미지
잡지이미지
잡지이미지
잡지이미지
잡지이미지
  • 구독신청
  • 광고안내

유지로봇 2020.12

배터리 안정성과 출력성능 한 번에 잡는 이차전지 소재 개발

입력 : 2020.11.29 20:43

글자크게보기 글자작게 댓글달기 좋아요 즐겨찾기

페이스북 트위터 카카오스토리 블로그

[헬로티]


전고체전지의 가장 큰 단점인 입자간 계면저항을 최소화해 고출력 유리


사진. 생기원 스마트에너지나노융합연구그룹 임진섭 박사 연구팀이 개발한 일체형 복합양극소재와 이를 이용한 전고체전지 시제품


전기자동차나 신재생에너지의 에너지저장장치(ESS) 전원으로 널리 사용되는 리튬이온전지는 안전성 확보가 가장 중요한 이슈로 손꼽힌다. 


그런데 상용 리튬이온전지는 인화성이 높은 액체전해질을 사용하기 때문에 과열되거나 외부 충격으로 손상될 경우 폭발할 위험성이 있다.


반면 고체전해질 기반의 전고체전지(All-Solid Battery)는 내열성과 내구성이 뛰어나고 화재 및 폭발 사고 우려가 없어 차세대 배터리로 각광받고 있다.


한국생산기술연구원(이하 생기원, 원장 이낙규)이 산화물계 전고체전지의 에너지밀도를 극대화해 안전하면서도 출력 성능까지 높일 수 있는 ‘일체형 복합양극소재’ 개발에 성공했다.


개발된 소재는 기존 전고체전지의 가장 큰 단점으로 지적돼왔던 전극 내 입자간 계면(界面) 저항을 크게 낮출 수 있어서 고출력에 유리하다.


또한 양극 활물질과 고체전해질이 일체형으로 구성된 복합소재여서 고밀도 전극 제조도 가능하다.


산화물계 전고체전지의 양극 구조는 크게 고체전해질과 전자 전도를 담당하는 ‘도전재’, 전지 용량을 좌우하는 ‘활물질’, 그리고 이들을 결착시켜 전극을 물리적으로 안정화해주는 ‘바인더’로 구성된다. 


생기원 스마트에너지나노융합연구그룹 임진섭 박사 연구팀은 쿠에트 테일러(Couette-Taylor) 반응기를 이용해 하이니켈(NCM80) 양극 활물질 입자 주변에 산화물계 고체전해질 중 가장 효과적이라고 평가받는 ‘리튬-란탄-지르콘-산소(LLZO)’ 소재를 코팅하는 공정을 고안했다. 


이 공정을 활용하면 전고체전지의 전극 내에 고체전해질을 따로 배치하지 않아도 되므로 배터리의 부피를 줄일 수 있으며, 그만큼의 부피를 활물질 배치에 활용할 수 있기 때문에 에너지 밀도는 극대화된다. 


이번 연구는 2019년 6월 생기원 김호성 박사(現 제주본부장) 연구팀이 개발한 바이폴라(Bipolar) 구조의 산화물계 전고체전지 제조기술에 기반을 두고 있다. 


사진. 일체형 복합양극소재 원료물질을 들고 있는 임진섭 박사


임진섭 박사는 “최근 전고체전지의 연구개발 초점이 안전성과 에너지 밀도를 동시에 잡을 수 있는 방안으로 옮겨가는 상황”이라고 밝히며, “김호성 박사의 선행 연구주제를 발전시켜 출력 성능과 안전성 면에서 모두 향상된 양극소재를 개발해 산화물계 전고체전지 상용화에 한 걸음 더 다가서게 됐다“고 말했다.


한편, 이번 연구결과는 지난 10월 양극재 표면 개질이 산화물 기반 전고체 배터리에 미치는 영향을 주제로 ‘Journal of Material Chemistry A’ 논문에 게재됐다.

/김진희 기자(jjang@hellot.net)

이 기사는 의 요약글입니다. <기사 상세내용보기>를 클릭하시면 전체 기사를 보실 수 있습니다.

기사 상세내용보기

산업단지신문 배너
디지키 2020.12
이전글
현대글로비스-SSG닷컴, 국내 최초 콜드체인 전기차 배송 서비스 첫 발
다음글
쌍용차 코란도 자율주행차, 다음달부터 일반도로 시험주행
주요 파트너 / 추천기업

디지키 전자부품

마우저 전자부품

(주)코닥트 케이블케리어

F&B Soultion co. 엔코더

(주)동화기업 오일쿨러/유압부품

트윈컴퍼니 Bolting최적솔루션

바움뉴텍 하모닉감속기

세원정밀전자 오토스위치

삼원액트(주) FA제어반배선기기

신한전자기기 크레인안전장치

티아이씨(주) 볼스크류

(주)이디에스 감속기

(주)맵스코 볼 스크류 / LM가이드

KEM 공작기계관련부품

토마스케이블 케이블

씨크코리아 센서

효성훼바 모터콘트롤러

나라삼양감속기 감속기

케이씨티앤에스 소재부품

마이클앤솔루션 튜브넘버링기

엔아이피 머신비전

플루크네트웍스 테스터기

엘리먼트14 전자부품

SEC e-beam

에스디상사 공구

오토빔 공장자동화

지브라 자동인식 산업

더블유케이티 절연제품

성안당 기술서적

댓글쓰기

0/500

등록
전체 댓글수 0

최신순 | 인기순

    댓글이 없습니다.