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[IT뉴스]전기차 고질적 문제 해결, 주행거리 2배 이상 늘렸다

온카뱅크관리자

2024-07-16 13:57:27

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div>  <strong class="summary_view" data-translation="true">GIST, 삼차원 고분자 절연구조체 음극에 적용<br>부피팽창, 충방전 성능 저하 해결..주행거리 확대</strong> 
        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="yvfosc5rWv">
          <figure class="figure_frm origin_fig" dmcf-pid="WYPjhw3ICS" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="광주과학기술원은 리튬금속전지의 에너지 밀도와 수명을 2배 이상 향상시켜 전기차 주행거리를 늘릴 수 있는 삼차원 고분자 절연 구조체를 개발했다. GIST 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202407/16/dt/20240716135728689rewj.jpg" data-org-width="540" dmcf-mid="Qx8aIEtsCy" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202407/16/dt/20240716135728689rewj.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            광주과학기술원은 리튬금속전지의 에너지 밀도와 수명을 2배 이상 향상시켜 전기차 주행거리를 늘릴 수 있는 삼차원 고분자 절연 구조체를 개발했다. GIST 제공
           </figcaption>
          </figure>
          <figure class="figure_frm origin_fig" dmcf-pid="YPCt9unbyl" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="엄광섭(왼쪽) GIST 교수와 조진현 박사과정생" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202407/16/dt/20240716135729941jjjs.jpg" data-org-width="540" dmcf-mid="xkEWU5Q0ST" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202407/16/dt/20240716135729941jjjs.jpg" width="658"></p>
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            엄광섭(왼쪽) GIST 교수와 조진현 박사과정생
           </figcaption>
          </figure>
          <p dmcf-pid="GQhF27LKlh" dmcf-ptype="general">차세대 전기차용 리튬 배터리로 주목받고 있는 리튬금속전지의 고질적인 부피 팽창을 해결해 주행거리를 늘릴 수 있는 기술이 개발됐다.</p>
          <p dmcf-pid="HRvp4BaVTC" dmcf-ptype="general">광주과학기술원(GIST)은 엄광섭 신소재공학부 교수 연구팀이 현대자동차 배터리 연구팀과 함께 리튬금속전지의 에너지 밀도와 수명을 2배 향상시켜 전기차 주행거리를 늘릴 수 있는 '삼차원 고분자 절연 구조체'를 개발했다고 16일 밝혔다.</p>
          <p dmcf-pid="XeTU8bNfWI" dmcf-ptype="general">기존 리튬이온전지의 음극 소재인 흑연은 이론적 한계 용량에 거의 도달해 에너지 밀도를 높이려면 용량이 더 높은 음극 소재 개발이 필요하다. 기존 음극 소재인 흑연을 리튬금속으로 대체한 리튬금속전지는 이론적으로 리튬이온전지보다 10배 높은 음극 용량을 구현할 수 있어 차세대 리튬전지로 각광받고 있다.</p>
          <p dmcf-pid="ZwuQNJSghO" dmcf-ptype="general">하지만, 리튬금속전지의 충전 과정에서 리튬 금속이 나뭇가지처럼 뾰족한 모양(덴드라이트)으로 성장해 전지 단락 현상으로 폭발 위험이 있고, 리튬의 도금 반응을 통해 부피 팽창이 일어나 충방전 시 효율과 수명이 떨어지는 문제가 있다.</p>
          <p dmcf-pid="5r7xjivaSs" dmcf-ptype="general">연구팀은 리튬금속 배터리에서 폴리테트라플루오로 에틸렌을 이용해 폴리도파민이 코팅된 극성을 가진 삼차원 고분자 구조체를 만들었다. 이 삼차원 구조체는 절연 특성으로 리튬을 내부에서 도금하고, 리튬 이온을 균질화해 덴드라이트 성장을 억제해 구리 집진체 기반 리튬금속 음극보다 2배 이상의 에너지 밀도와 2배 향상된 수명을 가진 리튬금속전지를 구현했다.</p>
          <p dmcf-pid="1mzMAnTNlm" dmcf-ptype="general">실제, 삼차원 고분자 구조체를 적용한 리튬금속 음극은 75회 충방전 사이클 이상에서도 초기 용량 대비 90% 이상으로 안정적 성능을 보였다.또한 기존 리튬이온전지보다 2배 이상 큰 에너지 밀도를 기록했다. 동일한 전기차에 같은 크기의 전지를 장착했을 때, 두 배 이상의 에너지를 저장해 주행거리를 더 늘릴 수 있다는 것이다.</p>
          <p dmcf-pid="tW6NCDFOvr" dmcf-ptype="general">엄광섭 GIST 교수는 "기존 리튬금속전지의 고질적 문제인 충방전 동안에 일어나는 덴드라이트와 부피 팽창 문제를 해결하는 새로운 대안을 제시했다"며 "앞으로 전기차 1회 충전으로 주행거리를 크게 향상시킬 수 있을 것"이라고 말했다.</p>
          <p dmcf-pid="FYPjhw3Ihw" dmcf-ptype="general">이 연구결과는 화학공학 분야 국제 학술지 '화학공학 저널(지난달 22일자)' 온라인에 실렸다. 이준기기자 bongchu@dt.co.kr</p>
         </section> 
        </div> 
        <p class="" data-translation="true">Copyright © 디지털타임스. 무단전재 및 재배포 금지.</p>

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