리튬인산철 배터리의 혁신
전해질 첨가제로 배터리 수명 증대
KAIST 연구, 전기차 기술 진보에 기여
카이스트 연구팀
배터리 수명 늘리는 첨가제 개발
KAIST 연구팀은 리튬인산철 양극의 낮은 전자전도도를 개선할 수 있는 새로운 전해질 첨가제를 개발했다고 발표했다. 이 첨가제는 양극의 계면층을 보호하고 전자전도도를 높임으로써 향상된 배터리 수명과 성능을 제공한다.
리튬인산철은 고에너지 밀도를 가능하게 하지만 낮은 전자전도도로 인해 계면층 형성에 어려움이 있었다. 이번 개발은 전기차에서 요구하는 긴 수명과 고성능을 실현할 수 있는 기술적 진보를 의미한다.
KAIST 최남순 교수팀에 따르면, 새로 개발된 전해질 첨가제는 리튬인산철 양극과 흑연 음극을 사용한 리튬이온 배터리의 수명을 연장시키는 데 기여한다.
배터리 수명연장, 경제성도 기대
특히, 이 첨가제는 고온 및 상온에서의 실험을 통해 45도에서 500회, 25도에서 1,000회 충·방전 후에도 각각 초기 용량의 80.8%, 73.3%를 유지할 수 있음을 확인했다. 이는 기존 전해질 대비 용량 유지율에서 큰 향상을 보인다.
통상적으로 전기차 배터리 수명은 평균 10년 전후인데, 첨가제 사용 시 최대 2년 가량 수명 연장을 기대할 수 있다. 심지어 리튬인산철의 전자전도도가 증가하면서 고속 충전 기술도 적용 할 여지가 생긴다. 이런 점은 배터리 가격 인하와 성능 개선, 안정성 여러 측면에 있어 큰 도움이 될 전망이다.
연구팀, 활용 가치 높다며 기대감 감추지 않아
카이스트 연구팀이 개발한 전해질 첨가제는 흑연 음극을 보호함과 동시에 발열에 따른 배터리 열화 현상을 예방하는데 도움이 되는 것으로 알려졌다.
특히 모듈 단계를 생략하고 리튬인산철 배터리 셀 만으로 팩을 구성하는 ‘셀 투 팩’ 구성에 유리해, 배터리 충·방전 횟수 증가에 따른 급격한 용량 감소 문제를 해결할 기술로 평가받고 있다.
참고로 이번 연구는 현대자동차의 지원으로 이루어 졌는데, 전기차 개발에 대한 현대차의 개발 방향성을 짐작해볼 수 있는 소식이기도 하다. 고가의 전기차를 내연기관차 수준으로 내리는 데 심혈을 기울이고 있는 현대차, 과연 카이스트 연구팀의 성과가 양산차에 적용될 날이 올지 좀 더 지켜볼 필요가 있겠다.
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