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폭발 위험 없는 휘어지는 '전고체 배터리' 개발

    • 엄예빈 기자
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    • 입력 2021-01-14 11:53
    • |
    • 수정 2021-01-14 11:53

한국기초과학지원연구원(KBSI) 소재 분석연구부 김해진 박사 연구팀이 한국화학연구원, 성균관대학교, 전남대학교, 인하대학교 연구팀과의 공동 연구를 통해 안전하고 자유 변형이 가능한 전고체 이차전지를 개발했다.

현재 사용되는 리튬이온 배터리는 전자와 이온이 양쪽 극을 오가는 통로인 전해질이 액체 물질로 이뤄져 있다. 액체 전해질은 충·방전 과정을 거치다 보면 가스가 발생하고, 배터리 폭발과 화재의 원인이 된다. 이 때문에 신체와 웨어러블 기기, 전기차 배터리 등으로 사용하기에는 안전성이 부족하다.

이때, 전해질을 고체 전해질로 바꾸어서 사용한 것이 이번에 개발한 전고체 배터리이다. 기존에 있던 액체 전해질을 고체 전해질로 만들어 구부리거나 자르거나 구겨도 안정적으로 작동하여 폭발 위험이 있는 리튬이온 배터리를 대체하여 향후 웨어러블 기기 전원으로 활용될 전망이다.

기존 리튬이온 배터리와 비교했을 때, 전고체 이차전지는 용량은 약 2배 정도 높게 나오고, 부피는 10분의 1 이상 감소한다. 또한, 비용도 값비싼 재료를 사용하지 않아 경제적인 효과도 기대할 수 있다.

이러한 여러 장점이 있는 전고체 배터리는 어린이용 장난감, 스마트헬스케어 기기부터 상용화가 시작될 것으로 보인다.

KBSI 김해진 책임연구원은 “기존 이차전지의 폭발·화재 사고는 액체 전해질로부터 기인하는데, 국내 연구진의 융합 연구를 통해 안전성이 담보된 차세대 자유 변형 전고체 이차전지 제조 기술을 확보했다”라며, “이 기술은 향후 10년 이내에 성능 한계에 도달할 기존 배터리 기술을 대체할 수 있고, 웨어러블 전자기기와 드론, 전기자동차에 활용되는 중대형 이차전지 모두에 적용 가능해 미래 이차전지 산업의 게임체인저 역할을 할 것”이라고 밝혔다.

엄예빈 기자

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