더 작고 오래가는 스마트폰 만들 수 있는 소형 배터리 개발

전기화학적 고분자 표면 처리법을 통해 고전도성 보호막을 형성하는 과정 모식도. 사진제공 지스트

스마트폰과 노트북 등의 크기를 지금보다 더 작게 만들거나 더 오래 쓸 수 있도록 돕는 새로운 소형 배터리를 국내 연구진이 개발했다.

광주과학기술원(지스트) 신소재공학부 엄광섭 교수팀과 홍익대 정재한 교수, 경희대 이정태 교수 공동연구진이 기존 리튬이온 배터리를 지금보다 절반 미만으로 작게 만들 수 있는 새로운 리튬이온 기반 고용량 배터리를 개발했다고 12일 밝혔다.

연구진은 셀레늄을 리튬 배터리의 양극 재료로, 리튬 금속을 음극 재료로 사용하는 리튬셀레늄 배터리를 이용해 현재 사용하는 리튬이온 배터리보다 부피당 저장 용량을 2배 가량 높였다.

기존에 연구된 리튬셀레늄 배터리는 셀레늄의 안정성이 낮아 배터리 수명이 급격하게 주는 현상이 있었다. 연구진은 전기화학적 고분자 표면처리법을 활용해 이 문제를 해결했다. 배터리 셀 전해질에 전도성고분자의 단량체인 아닐린을 소량 첨가한 다음 전기화학적으로 전류를 가해 전극 활성 물질 표면에 중합시키는 방법이다.

전기화학적 고분자 표면처리법을 이용, 셀레늄 양극을 전도성고분자인 폴리아닐린으로 보호막을 만들어 고용량·고안정성 리튬셀레늄 배터리를 안정화시킨 것이다. 이 방법으로 기존보다 3배가 넘는 용량 유지율을 보였다

엄광섭 교수는 “새로운 고용량·고안전성 리튬셀레늄 배터리를 만들었다는데 의의가 있다”며 “추가 연구로 다른 차세대 이차전지에도 이 기술을 적용할 수 있을 것”이라고 말했다.

이 연구 결과는 국제학술지인 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈’(Advanced Functional Materials) 온라인에 3월 5일 게재됐다.


박응서 머니투데이방송 MTN 선임기자