韓 연구진, 배터리 수명 늘리는 전해질 첨가제 개발

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韓 연구진, 배터리 수명 늘리는 전해질 첨가제 개발

디지털데일리 발행일 2023-04-19 10:47:21

김도현

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- 카이스트·고려대·유니스트·현대차·한국화학연구원 등 공동연구

[디지털데일리 김도현 기자] 한국과학기술연구원(카이스트)은 고려대, 울산과학기술원(유니스트), 현대차, 한국화학연구원 등과 함께 고용량 실리콘 음극과 니켈리치 양극 기반 리튬이온배터리의 상온 및 고온 장수명화를 가능케 하는 전해질 첨가를 개발했다고 19일 발표했다.

해당 소재는 온도별 가역성을 증대시켜 배터리 충·방전 횟수 증가에 따른 급격한 용량 감소 문제를 해결하는 것이 특징이다.

연구팀은 “설계 초기 단계부터 타깃으로 하는 양극과 음극에 적합한 작용기를 분자공학적 기법으로 조합해 첨가제를 디자인하고 합성하는 데 성공했다”며 “전자 수용 및 전자 공여 그룹 전기화학적 반응에 따른 고용량 실리콘 기반 음극 및 니켈 리치 양극 표면에 고체전해질 계면막을 형성해 전지 상온 및 고온 수명을 끌어올렸다”고 설명했다.

카이스트에 따르면 이번 기술은 실험실 수준이 아닌 기업에서 요구하는 정도의 높은 합재 밀도를 가진 실리콘 기반 음극과 니켈 리치 양극을 사용했다는 점에서 의미가 있다.

문현규 카이스트 연구원은 “개발된 전해질 첨가제는 내열성과 유연성이 우수한 전극계면 층을 형성해 전기차 구동 온도 45도에서 실리콘 기반 음극과 니켈 리치 양극으로 구성된 전지의 반복적인 300회 충·방전 후에도 초기 용량의 72.5%를 발현 가능했다”면서 “기존 첨가제인 비닐렌 카보네이트(VC), 플루오르에틸렌 카보네이트(FEC) 대비 각각 54%, 38% 향상됐다”고 전했다.