한국과학기술원(KAIST)은 최근 전기차에 사용되는 리튬금속 배터리의 사용시간을 늘릴 수 있는 전해질 첨가제(electrolyte additive) 기술을 개발했다고 밝혔다.
EV 제조업체는 자동차의 주행 거리를 늘리기 위해 배터리 에너지 밀도를 높여야 합니다. 리튬 금속 전지의 음극 용량은 리튬 이온 전지의 흑연 용량보다 10배 이상 크므로 에너지 밀도의 증가를 달성할 수 있다.
연구소는 리튬 금속 음극 표면에 2층 고체 전해질 계면막을 형성한 후 환원 반응성과 흡착 용량이 다른 두 가지 이온 첨가제를 적용했다. 결과적으로 배터리 수명이 상당히 연장됩니다.
또한 니켈이 풍부한 음극 표면에 얇은 계면막을 형성해 구조적 안정성을 확보했다. 연구소는 리튬금속 양극과 니켈이 풍부한 음극을 갖는 전지를 600회 충방전을 통해 테스트했으며, 테스트 종료 시 배터리 용량은 80.9%를 유지했다. 배터리의 쿨롱 효율(coulombic efficiency)은 99.94%입니다.
연구소는 “이 신기술을 통해 내부저항이 급격히 증가하는 리튬 덴드라이트(lithium dendrite)가 형성돼 화재도 진압할 수 있다”고 설명했다. “이 기술은 리튬 및 합금 음극재, 리튬 축전지, 무극성 전지 등과 결합될 수 있어 상용 리튬 금속 전지 개발에 기여할 수 있다”고 말했다. 이 연구에 대한 자세한 내용은 에너지 저장 재료 저널에서 확인할 수 있습니다.
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