국내 연구진이 해외 공동연구로 리튬금속전지 수명과 안정성을 높이는 전극기술을 개발했다.
한국연구재단(이사장 노정혜)은 이현욱 UNIST(총장 정무영) 에너지 및 화학공학부 교수팀이 싱가포르 A 스타 연구소와 공동연구로 리튬금속전지 표면에 실리콘을 코팅해 성능과 안정성을 높이는데 성공했다고 15일 밝혔다.
리튬금속은 리튬이온전지 에너지 용량을 끌어올릴 차세대 음극 물질로 주목받는다. 현재 상용화된 흑연 음극보다 10배 많은 용량을 가지고 구동 전압도 가장 낮다. 그러나 충·방전 반응 시 충전이 고르게 되지 않아 전극에 나뭇가지 모양(수지상)으로 결정이 생기는 문제가 있다. 수지상 결정은 분리막을 뚫고 전지를 단락시켜 전체 전지 성능을 떨어뜨린다.
연구팀은 기상증착법을 이용해 리튬금속 표면에 실리콘을 코팅하는 방법으로 수지상 결정이 성장하지 않도록 제어했다. 리튬실리콘 층은 고른 충전이 이뤄지도록 도와 수지상 형성을 억제하는 역할을 한다. 전지 성능 및 수명을 개선한다.
연구팀은 이미징 분석법으로 리튬금속 전극이 부피팽창하고 수지상을 이루는 과정을 시각화 해 관련 현상을 이해하는 성과도 남겼다.
이현욱 교수는 “이번 연구로 리튬금속 음극 무릴이 거동하고 부피팽창 및 수지상을 형성하는 현상을 이해했다”며 “실제 전지에 적용할 수 있는 해결점도 제시해 리튬금속전지 상용화에 기여할 수 있다”고 말했다.
대전=김영준기자 kyj85@etnews.com
