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테크노트 KAIST, 리튬이온 이차전지 수명 늘리는 전해질 첨가제 개발

한국과학기술원(KAIST)은 생명화학공학과 최남순 교수 연구팀이 전기차 배터리에 쓰이는 리튬인산철 양극의 낮은 전자전도도를 개선한 전해질 첨가제를 개발했다고 16일 밝혔다. 전기차의 전력원인 리튬이온 배터리의 양극활물질로는 삼원계 니켈·코발트·망간(NCM), 리튬인산철(LFP) 등 소재가 쓰인다. 리튬인산철 양극은 가격이 저렴하고 안전성이 높아 보급형 전기차 시장에서 주목받고 있지만, 낮은 리튬 이온의 확산 속도와 전자전도도 때문에 에너지 밀도가 낮아 저온 조건에서는 성능이 크게 떨어지는 한계가 있다. 연구팀은 리튬인산철 양극과 흑연 음극으로 된 리튬이온 이차전지에 전해질을 첨가해 수명을 높이는 기술을 개발했다. 전해질 첨가를 통해 안정성을 높여 셀투팩(기존 배터리 구성에서 모듈 단계를 제거하고 팩에 직접 셀을 조립하는 방식으로 에너지 밀도를 높일 수 있는 기술) 방식을 적용, NCM과 동등한 수준의 에너지 밀도를 확보할 수 있다고 연구팀은 설명했다. 개발된 전해질 첨가제는 내열성과 전도성이 우수한 전극 계면 층을 형성해 리튬인산철 양극과 흑연 음극으로 구성된 전지의 구동 온도인 45도 500회, 25도 1000회 충·방전 후에도 각각 초기용량의 80.8%,

이창현 기자

2024-05-16 14:43

테크노트 ETRI, 전기차 화재위험 줄이는 이차전지 첨가제 개발

세계 첫 불소화황산화물계 난연 첨가제…전지성능 1.6배·난연특성 2.3배↑ 국내 연구진이 세계 최초로 불소화황산화물계 난연(難燃) 첨가제를 개발했다. 한국전자통신연구원(ETRI)은 기존 난연제로 널리 알려진 인산계 트리페닐포스페이트(TPP)보다 난연 특성과 안정성 등 성능이 크게 개선된 불소화황산화물계 난연 첨가제를 개발했다고 20일 밝혔다. 전기차에 흔히 사용되는 리튬 이차전지에는 발화 가능성에 대비해 전해질에 불에 잘 안 타는 첨가제를 넣는데, 전해질 첨가제는 전기화학적 안정성과 이차전지 성능을 높이는 핵심적인 물질이다. 기존 인산계 난연 첨가제는 화염 지연 특성은 있으나 많은 양을 투입해야 하고, 전극과 전해질 간 계면 저항이 증가하는 등 사용에 제한이 많았다. ETRI 연구진은 불소화황산화물계 난연 첨가제를 합성해 기존 인산계 난연제의 단점을 개선했다. 연구진은 개발된 난연 첨가제를 활용해 불이 잘 붙지 않는 난연 특성을 개선하고, 이차전지 성능도 높인 불소화황산화물계 첨가제의 성능을 검증했다. 기존 난연 첨가제를 적용한 전해액과 비교해 난연 특성은 2.3배, 이차전지의 성능은 1.6배 향상된 결과를 확인했다. 오지민 지능형센서연구실 선임연구원은 "향

이창현 기자

2022-10-20 13:05