안전하고 자유변형 가능한 전고체 이차전지 개발
KBSI․화학연 등 공동연구, 웨어러블 전자기기에 활용 가시화
차세대 배터리로 주목받는 ‘전고체 이차전지’의 용량과 안전성을 높이는 동시에 자유변형이 가능한 기술이 개발됨에 따라, 그동안 실험실 수준에 머물렀던 전고체 이차전지의 상용화에 한걸음 더 다가설 전망이다.
전고체(All-Solid-State) 이차전지는 기존 이차전지에 사용되는 액체 전해질을 고체 전해질로 대체해 안전성 측면에서 새로운 가능성을 제시한 차세대 배터리를 뜻한다.
한국기초과학지원연구원(이하 KBSI)은 소재분석연구부 김해진 박사 연구팀이 공동연구를 통해 안전하고 자유변형이 가능한 전고체 이차전지를 개발했다고 13일 밝혔다.
연구팀이 개발한 전고체 이차전지는 고체 전해질을 사용했기 때문에 기존의 액체 전해질 이차전지에서 발생하는 폭발 가능성 자체가 원천 차단돼 안전하다.
특히 전지를 절단하거나 전지의 외부 파우치를 열어 내부를 공기 중에 노출시켜도 안정적으로 작동함을 실험을 통해 확인했다.
또 1mm 이하 두께로 얇게 제작된 전지는 구기거나 자르는 등 극한의 변형에도 정상적으로 작동했다.
자유변형이 가능한 특성 때문에 웨어러블 전자기기 디자인의 자유도를 높여줄 기술로 평가된다.
성능 확인을 위해 제작된 100mAh 용량의 전고체 이차전지는 500회 충·방전 및 굽힘 테스트 1,000회 진행 후에도 90%의 용량을 유지했다.
또 이번에 개발된 전고체 이차전지는 기존의 이차전지 제작 공정을 그대로 활용하여 제작할 수 있다는 장점도 가지고 있다.
이에 따라 실수요기업과의 협업을 통한 전고체 이차전지의 상용화가 한층 더 수월하게 진행될 것으로 기대된다.
KBSI 김해진 책임연구원은 “기존 이차전지의 폭발 및 화재 사고는 액체 전해질로부터 기인하는데, 국내 연구진의 융합연구를 통해 안전성이 담보된 차세대 자유변형 전고체 이차전지 제조 기술을 확보했다”며 “이 기술은 향후 10년 이내에 성능 한계에 도달할 기존 기술을 대체할 수 있고, 웨어러블 전자기기와 드론, 전기자동차에 활용되는 중대형 이차전지 모두에 적용 가능해 미래 이차전지 산업의 게임체인저 역할을 할 것”이라고 전했다.
최윤서 기자 cys@cctoday.co.kr