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ETRI, 리튬이차전지 고체전해질 제조기술 개발
- 송고 2016.01.06 09:14 | 수정 2016.01.06 09:14
- 차은지 기자 (chacha@ebn.co.kr)
전기자동차·웨어러블 기기 안정적 배터리 제공가능
(사진 왼쪽부터) 신동옥 ETRI 전력제어소자연구실 선임연구원, 이영기 책임연구원이 고체전해질의 성능을 검증하기 위해 이온전도도를 테스트 하고 있는 모습.ⓒETRI
ETRI(한국전자통신연구원)은 연구책임자인 전력제어연구실의 이영기 박사와 강기석 서울대학교 교수 등 공동연구팀이 세라믹종류의 산화물계(LLZO) 고체 전해질을 개발했다고 6일 밝혔다.
ETRI 연구진은 리튬이온의 이동속도를 향상시켜 이온전도도를 높임과 동시에 이에 필요한 고온 열처리 시간과 공정비용을 대폭 감소시켜 시너지 효과를 내는 '다중원소 도핑 기술'을 적용했다.
연구진은 상호 시너지를 유발하는 두 종류의 원소를 LLZO에 도핑했다. 이후 고온 열처리 시간을 기존의 1/12 수준인 2시간까지 대폭 줄였다. 이로써 도핑되지 않은 경우에 비해 3배 이상의 높은 이온 전도도를 확보하는데 성공했다.
또한 다중도핑 방식을 통해 그동안 밝히지 못했던 결정구조 내에서 도핑된 원소들의 위치분포를 분석, 성능향상의 근본원리를 규명하고 메커니즘을 학문적으로 밝혔다.
향후 연구진은 고체 전해질을 기반으로 직접 작동하는 리튬이온 전지를 만들고 대량생산에 주력할 계획이다. 상용화는 약 5년 후로 보고 있으며 액체 전해질 대비 성능을 높이는 것도 추진할 과제다.
본 연구성과 저널의 제 1저자인 신동옥 ETRI 전력제어소자연구실 박사는 "우수한 안정성을 갖고 이온 전도도 향상을 위한 실마리를 찾음으로써 차세대 리튬 이차전지의 핵심소재인 고체전해질 확보에 큰 의미가 있다"고 말했다.
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