발화 위험이 없는 리튬 이온 배터리를 만들 수 있는 고체 전해질이 개발됐다.
미국 MIT와 삼성전자, 그리고 캘리포니아와 메릴랜드 대학 연구진으로 구성된 연구 그룹은 리튬 이온(Li-ion) 배터리에 사용할 수 있는 고체 전해질을 개발했다고 발표했다.
리튬 이온 배터리는 에너지 밀도가 높아 모바일 기기를 비롯해 다양한 분야에서 배터리팩으로 사용되고 있지만 액체 유기 용매를 전해질로 이용하고 있었기 때문에 온도가 높아지면 화재가 발생할 위험이 높다.
이에 따라 액체 유기 용매의 대안으로 화재 위험이 없는 고체 전해질에 대한 연구가 진행되고 있지만 배터리로 쓰기에 충분한 속도로 리튬 이온을 전도하는 소재가 발견되지 않았다.
이번에 MIT 연구 그룹에서는 리튬, 게르마늄, 인, 유황 화합물인 슈퍼이오닉 리튬 이온 전도체가 배터리의 전해질로 사용 특성을 가진 것을 발견했으며, 이를 통해 리튬 이온 배터리 화재 위험을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 충전 및 방전 수명도 기존보다 수백 배에서 수천 배 늘어난 반영구적으로 사용할 배터리도 실현할 수 있게 됐다.
또한 새로 개발한 고체 전해질은 같은 양의 액체 유기 용매보다 전력 밀도를 20~30% 늘릴 수 있어 유기 용매를 사용할 경우 배터리 성능이 떨어지는 영하 30 ℃ 저온에서도 성능 저하가 없는 특성을 가진 것으로 알려졌다.
이번 연구 결과는 영국 재료 과학잡지 Nature Materials에 게재된다. |
