본교 화공생명공학과 류재건 교수 연구팀은 서울대학교 한정우 교수, 포항공과대학교 박수진 교수 연구팀과 공동연구를 통해 안전성이 대폭 향상된 ‘반고체(Quasi-solid)’ 듀얼이온전지를 개발하였다. 해당 연구 성과는 국제 저명 재료화학 학술지인 Advanced Energy Materials에 게재되었다.

  

 

최근 전기차 발화의 주요 원인은 현행 리튬이온전지에 사용되는 액체 전해질이다. 이를 해결하기 위해 (반)고체 전해질, 즉 불이 붙지 않는 불연성 또는 난연성 재질의 물질로 액체 전해질을 대체한다. 동시에 적층 구조로 전지 개발이 가능하여 에너지밀도 또한 향상시킬 수 있는 차세대 전지 기술로 주목받고 있다. 이러한 노력에도 불구하고 고체 전해질을 사용한 전지는 상온에서 낮은 이온전도도로 급속 충전 특성과는 거리가 멀다.

 

이를 해결하기 위해 급속 충전이 가능한 듀얼이온전지에 특화된 반고체 전해질을 개발하여 고에너지 밀도와 안전성을 동시에 만족시키는 차세대 전지를 개발하였다. 기존 반고체 전해질 내에선 음이온을 고정하여 리튬이온의 전달계수를 높이는 연구가 주를 이루지만 듀얼이온전지 개발에는 적합하지 않다. 본 연구에서는 비대칭적 표면 전하를 가지는 전해질 첨가제를 활용하여 양쪽 이온의 균형 잡힌 이동이 가능한 반고체 전해질을 개발할 수 있었다. 이를 통해 반고체임에도 5분 이내로 충전이 가능하며, 0도에서도 고속 충전 특성을 확보하였다. 해당 연구는 차세대 전지가 나아가야 하는 새로운 방향을 제시하였다는 점에서 의의가 있다.

 

 

연구실 홈페이지 : https://sites.google.com/view/jryugroup/home

논문 제목 Charge Separation Induced by Asymmetric Surface Charge Effects in Quasi-Solid State Electrolyte for Sustainable Anion Storage

논문 링크 :

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.202402293?msockid=03c232ae59dc635511f527b0584f62f6