전기차 이차전지의 폭발, 화재 문제를 해결할 수 있는 안전한 고분자 세라믹 복합전해질 기술이 개발돼 액제 전해질을 대체할 ‘전고체 전지’의 상용화 기술을 앞당기게 됐다.

순천향대학교(총장김승우)는 에너지시스템학과 안욱 교수 연구팀이 고분자 세라믹 복합전해질 기술개발을 통해 기존의 액체 전해질을 대체할 수 있는 차세대 미래 배터리 ‘전고체전지’의 상용화를 앞당길 수 있게 됐다고 14일 밝혔다.

전고체 전지는 기존의 액체 전해질을 사용하는 리튬이온전지의 전해액과 분리막을 없애 에너지밀도가 높은 전지를 만들 수 있고, 배터리의 폭발·화재 위험이 낮아 전기차의 차세대 전지로 주목받고 있다.

하지만 세라믹 소재를 이용한 전고체 전지는 상온에서의 작동이 힘들다는 난제를 안고 있다.

연구팀은 문제 해결을 위해 기존의 액체 전해질을 대체하면서도 전지 성능을 월등히 높이고, 현재 사용되는 양극 소재와의 적합성도 높아 화재로부터 안전한 고분자 세라믹 복합전해질을 개발했다. 연구팀은 상온에서 작동이 가능한 고분자 세라믹 복합전해질을 제시해 리튬금속을 음극으로 사용해도 전지의 안정성과 효율성이 확보된다는 점을 증명했다.

연구 결과는 ‘고성능 전고체전지용 Nb/Al 공동 도핑 Li7La3Zr2O12 복합 고체 전해질 개발(Nb/Al co-doped Li7La3Zr2O12 Composite Solid Electrolyte for High Performance All-Solid-State Batteries)’이라는 제목으로 재료과학 분야 국제 학술지 ‘Advanced Functional Materials(IF: 19.924, CHEMISTRY, MULTIDISCIPLINARY) 9월호에 게재됐다.