[한국기술마켓] UNIST 에너지화학과 이현욱 교수 연구팀은 리튬 이차전지의 용량과 안정성을 향상시키는 리튬이차전지 분리막을 개발했다. 개발된 기술은 UNIST 산학협력단을 통해 특허를 출원(출원번호 제1020220036546호)했다. 특허 명칭은 '리튬이차전지 및 리튬이차전지의 분리막 제조방법’이다. 현재 특허 등록이 완료돼 산업에서 기술을 활용할 수 있도록 기술이전을 추진할 계획이다.

[기자]

최근 전기자동차의 상용화로 인해 전기자동차의 핵심부품인 리튬이차전지에 대한 수요가 증가하고 있습니다. 리튬 이차전지는 다른 전지에 비해 에너지 밀도가 높고 수명이 길어 휴대용 전자기기나 중대형 전지에 사용됩니다. 리튬전지는 전해액을 통해 양극과 음극의 이온을 이동시켜 에너지를 충전 및 사용합니다. 이 과정에서 양극 전극의 부반응으로 인해 전이 금속이 전해액에 녹는 용출 현상이 종종 발생합니다. 용출 현상이 발생할 시 부반응을 가속화시켜 전지의 용량을 감소시키고 사용 중 안정성을 떨어뜨리는 문제가 있습니다.

UNIST 이현욱 교수 연구팀은 프러시안 블루재질로 코팅되어 부반응의 발생을 최소화한 리튬이온 분리막을 개발했습니다.

리튬전지의 분리막은 양극과 음극 사이에 배치되어 두 전극을 물리적으로 분리하고, 쇼트를 방지하는 역할을 수행합니다. 본 방법으로 코팅한 분리막은 본래 분리막의 역할과 더불어 용출 현상에 의한 전이 금속 이온의 유동을 차단하는 효과가 있습니다.

연구팀은 500사이클의 사용 실험을 통해 코팅된 분리막의 성능을 검증했습니다. 일반적인 분리막을 사용한 리튬전지는 용량이 73% 감소하였습니다. 반면에 코팅된 분리막을 사용한 리튬전지는 기존 분리막에 비해 전이금속 용출에 대한 용량 감소가 현저히 향상했습니다.

개발된 분리막을 사용할 경우 용출 현상으로 인한 용량 감소 및 안정성 하락을 방지할 수 있어 장기간 안정적으로 사용이 가능한 리튬이차전지의 생산이 가능할 것으로 기대됩니다.