고려대학교 화공생명공학과 유승호 교수와 한국과학기술연구원 최지원 박사 연구팀은 최근 차세대 무음극 전고체 전지를 위한 혁신적인 음극 집전체 소재를 개발했다고 밝혔다. 이 연구는 국제 학술지 'Energy Storage Materials'에 게재되었다.

이 소재는 리튬 친화성이 높은 금속인 은(Ag)과 인듐(In)을 코팅하여 음극 집전체의 표면을 개선한 것이 핵심이다. 이 코팅은 리튬 이온의 균일한 전착을 촉진하고, 리튬 수지상 형성을 감소시켜 전지의 단락 위험을 줄이며, 전지의 계면 안정성을 높여 장기간 구동을 가능하게 한다.

이번 연구는 무음극 전고체 전지에서 발생하는 음극 집전체와 고체 전해질 간의 계면 불안정 문제를 해결하는 데 중점을 두었다. 연구팀은 Co-sputter 코팅 기법을 활용하여 은과 인듐을 혼합 코팅하는 방법을 택했다. 이 방법은 은의 리튬과의 합금 반응을 향상시키며, 인듐의 추가는 이러한 반응을 더욱 증진시켜 성능을 3배 이상 향상시켰다고 연구팀은 전했다.

유승호 교수는 "무음극 전고체 전지는 기존 리튬 이온 전지 대비 발화 문제를 해결하고 높은 에너지 밀도를 제공할 수 있는 차세대 전지 기술"이라고 설명하며, "이번 연구 성과가 무음극 전고체 전지의 수명 문제를 해결하고, 전지 성능을 향상시키는 중요한 기술적 발전으로 자리매김할 것"이라고 기대감을 표했다.

본 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단의 우수신진연구자 지원사업에 의해 지원받아 수행되었다.