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일반뉴스 대용량 리튬금속전지, 출력·안정성 높이고 상용화 ‘한걸음’

한국전기연구원 김병곤 박사팀, ‘1차원 중공 코어-다공성 쉘 탄소 나노섬유’ 개발 한국전기연구원(KERI) 차세대전지연구센터 김병곤 박사팀의 리튬금속전지 관련 연구결과가 높은 수준을 인정받아 국제 저명 학술지에 표지논문으로 게재됐다. 기존 리튬이온전지가 흑연 음극에 리튬 이온을 탈·삽입해 에너지를 내는 구조라면, 리튬금속전지는 부피가 크고 무거운 흑연을 사용하지 않고, 리튬금속 자체를 음극으로 사용하는 전지다. 리튬금속 음극은 흑연 음극(372mAh/g)과 비교해 이론상 저장용량이 10배 이상(3860mAh/g) 높아 전기차나 에너지저장장치(ESS) 등 대용량 전지가 필요한 분야에서 큰 관심을 받고 있다. 하지만 이러한 장점에도 불구하고, 충·방전 시 리튬금속을 효과적으로 저장하지 못하면 리튬이 나뭇가지 모양으로 성장하는 일명 ‘수지상 결정(dendrite)’이 형성돼 점점 부피가 커지는 문제가 발생한다. 이는 전지의 수명 저하와 내부 단락에 따른 화재·폭발 사고로 이어질 수 있다. 이를 해결하기 위해 KERI가 개발한 기술은 ‘중공 코어(Core) 다공성 쉘(Shell) 구조의 탄소 나노섬유’다. 먼저 ‘중공 코어’ 부분에는 리튬 친화성 물질인 ‘금’ 나노

이동재 기자

2022-08-29 09:52

일반뉴스 리튬금속전지용 고효율 리튬 저장 기술 개발돼...저장용량 10배↑

헬로티 이동재 기자 | 한국전기연구원(이하 KERI) 차세대전지연구센터 김병곤 박사가 리튬금속전지용 고효율 리튬 저장 기술을 개발했다. 관련 논문은 저명 국제학술지에 게재됐다. 기존 리튬이온전지는 흑연으로 이루어진 음극에 리튬 이온을 삽입해 에너지를 내는 구조로, 스마트폰과 노트북 등 전자기기의 전력원으로 널리 사용되어 왔지만, 흑연 자체의 무게와 부피로 인해 높은 저장 에너지를 확보하는 데에 한계를 가지고 있었다. ‘리튬금속전지’는 리튬금속 자체를 음극으로 사용하는 전지다. 리튬금속 음극은 기존 흑연(372mAh/g) 음극과 비교해 이론상 저장용량이 10배 이상(3860mAh/g) 높아 전기차 등 대용량 전지가 필요한 분야에서 큰 관심을 받고 있다. 하지만 리튬금속 역시 충·방전을 거듭할수록 나뭇가지 모양의 수지상 결정이 형성되어 부피가 커지고, 전지의 수명 저하와 화재·폭발 등의 위험성으로 이어진다는 치명적인 문제를 가지고 있다. KERI 김병곤 박사는 리튬 친화성 물질인 ‘금’ 나노 입자가 내부에 소량(무게 비 1%) 포함된 ‘코어-쉘(Core-Shell)’ 구조의 ‘탄소 나노 파이버’를 제작했고, 코어 내부에 리튬을 선택적으로 저장함으로써 리튬 전·탈

이동재 기자

2021-09-13 14:08

라이브러리 2020 이차전지 성능 개선 국내 연구Ⅰ

전기차에 탑재되는 배터리의 가격은 자동차 판매 가격의 절반에 달할 만큼 전기차의 가격 경쟁력을 좌우하는 중요한 요인입니다. 전 세계적으로 배터리 R&D 분야에 막대한 자금이 투입되고 있고, 국내에서도 많은 연구자들이 더 효율적이고 강력한 배터리를 개발하기 위해 고군분투하고 있습니다. 이번 달 그리고 다음달까지, 지난 한 해 이차전지의 성능 개선을 위해 연구에 뛰어든 국내 주요 대학 및 연구기관 6곳의 연구 내용을 모아 소개합니다. <주요내용> ▲KIST, 전기자동차 주행거리 2배 이상 늘릴 수 있는 고용량 배터리 소재 개발 ▲KIST, 배터리 용량 25% 증가, 고용량 리튬이온 이차전지 제조 기술 개발 ▲UNIST, 오래 쓰는 전기차 배터리 만들 새로운 전해액 시스템 ▲UNIST, 오래가는 대용량·고속충전 배터리 만드는 첨가제 기술 개발 ▲한국연구재단, 높은 에너지 밀도 가진 이차전지 양극소재 개발 ▲한국연구재단, 리튬금속전지 수명 늘리는 전극 설계 기술 개발

이동재 기자

2021-04-27 13:40