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[IT뉴스]500회 급속충전에도 멀쩡한 안정적인 전기차 배터리 구현

온카뱅크관리자

2024-05-27 11:14:12

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div>  <strong class="summary_view" data-translation="true">한국전기연구원</strong> 
        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="FhfJ4jTNte">
          <figure class="figure_frm origin_fig" dmcf-pid="3snDLh0CZR" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="한국전기연구원 전기소재공정연구센터 연구진이 리튬이온전지 음극 극판 표면에 산화알루미늄을 부분 코팅하고 있다. 한국전기연구원 제공." class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202405/27/dongascience/20240527111418743bwlb.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="tP6LPkYc1d" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202405/27/dongascience/20240527111418743bwlb.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            한국전기연구원 전기소재공정연구센터 연구진이 리튬이온전지 음극 극판 표면에 산화알루미늄을 부분 코팅하고 있다. 한국전기연구원 제공.
           </figcaption>
          </figure>
          <p dmcf-pid="0wdcJOts1M" dmcf-ptype="general">전기차 보급이 확대되려면 해결해야 할 과제 중 하나는 ‘빠른 충전’이다. 국내 연구팀이 전기차를 빠르게 충전하면서도 안정성을 유지할 수 있는 리튬이온전지를 구현했다. </p>
          <p dmcf-pid="prJkiIFOXx" dmcf-ptype="general">한국전기연구원(KERI)은 최정희 전기소재공정연구센터 책임연구원 연구팀이 이종원 한양대 교수팀, 박민식 경희대 교수팀과 함께 급속충전 조건에서도 리튬이온전지의 충·방전 안정성을 확보하고 수명을 길게 유지할 수 있는 기술을 개발했다고 27일 밝혔다. </p>
          <p dmcf-pid="UmiEnC3IXQ" dmcf-ptype="general">전기차에 쓰이는 고에너지밀도 리튬이온전지를 설계하려면 전극의 두께가 두꺼워야 한다. 전극의 두께가 두꺼운 상태에서 지속적으로 급속충전을 하면 열화 발생 등으로 전지의 성능이 떨어지는 문제가 발생한다. </p>
          <p dmcf-pid="uZsYOF8tGP" dmcf-ptype="general">문제를 해결하기 위해 연구팀은 리튬이온전지 음극 극판 표면에 1마이크로미터(㎛, 100만분의 1미터) 이하의 아주 작은 산화알루미늄 입자를 부분 코팅했다. 기존 연구자들이 흑연 등 음극 소재에 기능성 나노기술을 도입하는 등 주로 전극 내부 활물질 소재에 집중했다면 연구팀은 전극 표면에 산화알루미늄을 코팅하는 단순 처리 기술로 문제에 접근했다. </p>
          <p dmcf-pid="75OGI36FY6" dmcf-ptype="general">산화알루미늄은 가격이 저렴하고 전기 절연성, 내열성, 화학적 안정성, 기계적 특성이 우수해 세라믹 분야에서 널리 쓰인다. 연구팀은 산화알루미늄 입자가 리튬이온전지 음극과 전해질 간 계면을 효과적으로 제어하고 리튬 이온의 빠른 이동을 유도한다는 것을 확인했다. 이를 통해 급속충전 시에도 리튬 전착을 막고 리튬이온전지의 안정적인 충·방전 수명을 확보할 수 있었다.</p>
          <p dmcf-pid="z1IHC0P358" dmcf-ptype="general">연구팀이 개발한 기술은 리튬이온전지의 고에너지밀도화도 이뤄낼 수 있다. 리튬이온전지의 성능과 안정성을 높이기 위해 전극 내부 소재에 다른 기능성 소재를 도입하면 합성 공정이 복잡하고 리튬의 초기 효율이 떨어지는 문제가 발생한다. 전극의 두께가 두꺼워져 급속충전 조건에서 성능도 떨어진다. 반면 연구팀의 기술은 고에너지밀도의 후막전극 조건에서 급속충전을 해도 안정적인 성능 구현이 가능하다.</p>
          <p dmcf-pid="qSjIAWqyt4" dmcf-ptype="general">연구팀은 산화알루미늄이 코팅된 4.4 mAh/cm2(제곱센티미터당 4.4 밀리암페어시)의 에너지밀도 음극 전극이 500회의 급속충전에도 83.4% 이상 성능(잔류 용량비)을 유지하는 등 세계 최고 수준을 가지는 것을 확인했다. 현재 500mAh급 파우치형 배터리까지 효과 검증을 진행했고 향후 스케일업을 통해 대면적 중대형 용량의 전지에도 적용할 수 있는 기술을 발전시킬 계획이다.</p>
          <p dmcf-pid="BvACcYBW5f" dmcf-ptype="general">최 책임연구원은 “급속충전의 편리함과 리튬이온전지의 에너지밀도는 상충 관계처럼 여겨져 전기차의 대중화를 막는 원인 중 하나”라며 “이번 성과를 통해 급속충전에도 안정적인 고에너지밀도 리튬이온전지를 구현할 수 있을 것으로 기대하고 전기차 보급 확대와 범국가적 탄소중립 실현에 크게 기여할 수 있을 것”이라고 말했다. 연구 결과는 국제학술지 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈’에 최근 게재됐다.</p>
          <p dmcf-pid="bTchkGbYHV" dmcf-ptype="general">[문세영 기자 moon09@donga.com]</p>
         </section> 
        </div> 
        <p class="" data-translation="true">Copyright © 동아사이언스. 무단전재 및 재배포 금지.</p>

당일 장정결제 복용 후 오후 내시경 거뜬 "음극에 코팅만 했을 뿐인데", 500회 급속충전에도 전지 성능 `변함없네`

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