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충남대, 박막 배터리 시스템 구현

2021-03-01 기사
편집 2021-03-01 13:34:44
 강정의 기자
 justice@daejonilbo.com

대전일보 > 사회 > 교육

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첨부사진1왼쪽부터 김종헌 충남대 연구원, 김일두 카이스트 교수, 김현석 충남대 부교수, 정지원 카이스트 박사 사진=충남대 제공


향후 높은 배터리의 에너지 밀도를 가진 전고상 배터리 시스템이 개발될 것으로 보인다. 김현석 충남대 신소재공학과 교수팀이 차세대 전자기기를 위한 박형 배터리 시스템 구현에 성공하면서다. 이번 연구 성과는 최근 국제 학술지 'ACS Nano'에 게재됐다.

충남대에 따르면 공동 연구팀은 리튬 음극(Li)과 고체 전해질(LiPON) 사이에 초박형 산화알루미늄(Al2O3)층을 도입해 두 물질 사이의 계면저항을 크게 감소시킴은 물론, 액체 전해질 기반 배터리 충·방전 속도에 맞는 전고상 박막 배터리를 구현했다. 또 DFT(Density Functional Theory) 기반 MD(Molecular dynamics) 시뮬레이션과 다양한 분석을 통해 음극과 고체 전해질 사이의 계면 특성 향상 기구를 입증하는 데 성공했다.

이번 연구는 박형 전고상 배터리의 우수한 충·방전 속도와 장기 안정성을 확보하고 기존 액체 전해질 기반 배터리 폭발 위험성에 대한 문제와 초소형 전자기기용 배터리 문제 해결 가능성을 제시한 것으로 평가받고 있다.

연구팀은 이번 연구를 시작으로 고용량·고전압 양극 소재 제조를 위한 다층 적층 및 3D 구조 제작 공정 개발과 고전도성 박형 고체 전해질 개발을 통한 반응 면적의 극대화를 통해 기술 상용화를 위한 연구에 박차를 가할 예정이다.

김 교수는 "이번 연구에선 현재 전고상 배터리 분야에서 가장 큰 문제로 꼽히는 전극과 고체 전해질 계면 저항 문제를 크게 감소시키는 새로운 방법을 제시했다"며 "실제 전자기기에 적용하기 위해 지금보다 더 높은 배터리의 에너지 밀도를 가진 전고상 배터리 시스템 개발에 앞장서겠다"고 말했다. 강정의 기자



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