UNIST 에 따르면 화재나 폭발 위험이 없는 전고체 배터리를 만들 새로운 방법이다.
고체전해질을 용액에 녹여 에너지를 저장하는 전극 부분에 코팅하는 방식이다.
폭발 위험이 없는 안전한 전지인 전고체 리튬전지의 상용화에 크게 기여할 전망이다.
이 전해질로 만든 ‘전고체 리튬전지(all-solid-state lithium batteries)’는 같은 공간에 저장할 수 있는 에너지가 기존보다 늘었고, 출력 성능도 획기적으로 향상됐다.
리튬이온전지에 쓰이는 ‘유기계 액체전해질’은 고온에서 쉽게 기화되고 불에도 잘 타는 성질이 있다.
이 때문에 전지가 부풀고 심한 경우 폭발 하기도 한다.
이 문제를 해결하기 위한 대안으로 불에 타지 않는 고체전해질을 쓰는 전고체전지가 주목받고 있다.
하지만 분말 형태의 고체전해질은 액체전해질처럼 전극으로 고루 스며 들지 않는다.
이렇게 전해질과 전극의 활물질(에너지를 저장하는 물질)의 접촉이 원활하지 않으면 전지의 성능 발현이 힘들다. 리튬이온이 전극으로 수월하게 이동하기 어려워서다.
정윤석 교수팀은 이 문제를 해결하기 위해 고체전해질을 전극의 활물질(에너지를 저장하는 물질)에 코팅하는 방식을 개발했다.
‘액상법(solution-process)’이라 불리는 이 공정은 고체전해질을 녹인 용액에 분말 형태의 활물질을 분산시킨 후 용매를 증발시키는 방식이다. 이렇게 하면 활물질에 고체전해질 층을 균일하게 코팅시킬 수 있다.
정 교수는 “지금까지 알려진 고체전해질은 용액에 잘 녹지 않아 코팅 용액을 만드는 게 불가능하거나 어렵게 녹여서 얻은 경우에도 이온전도도가 매우 낮았다”며 “이번에 개발한 물질은 용액에도 잘 녹고 코팅 후에도 전도도가 매우 높았다”고 말했다.