KAIST, 최고성능 전지 개발

국내 연구진이 한 번 충전으로 800km를 주행할 수 있는 세계 최고 성능의 전고체 전지를 개발했다. 이에 따라 한 번 충전으로 부산~서울간 왕복(약 900km)이 가능한 전기자동차 시대가 조만간 열릴 것으로 기대된다.

한국과학기술원(KAIST)은 탄성력·복원력이 우수한 합성수지인 ‘엘라스토머’ 형태의 고분자 전해질을 이용해 세계 최고 성능의 전고체 전지를 개발했다고 13일 밝혔다.

전고체 리튬 메탈전지는 이차 전지의 리튬 메탈 음극과 양극 사이에 있는 전해질을 화재 위험성이 높은 액체 대신 고체로 바꾼 것으로, 화재·안전사고를 막을 수 있는 미래 기술 전지다. 현재 상용화된 리튬 이온전지보다 에너지밀도가 높아 대용량 충전이 가능해 자동차 주행거리를 늘리고 안전 문제도 해결할 수 있어 ‘꿈의 배터리 기술’로 불린다.

KAIST 생명화학공학과 김범준 교수 연구팀과 미국 조지아공대 이승우 교수팀은 고무처럼 신축성이 탁월한 엘라스토머 내부에 리튬이온전도도가 매우 높은 플라스틱 결정 물질을 3차원적으로 연결해 엘라스토머 고분자 고체 전해질을 개발했다.

이를 이용해 전고체 리튬 메탈전지를 구현했더니 에너지밀도가 세계 최고 수준인 ㎏당 410와트시(Wh)에 달했다. 현재 주로 쓰이는 고분자 전해질인 폴리에틸렌 옥사이드(PEO)를 기반으로 한 전지의 에너지밀도는 ㎏당 280Wh다.

이 기술을 도입하면 현재 한 번 충전으로 500km가량 가는 전기자동차의 주행거리가 800km까지 늘어날 수 있다고 연구팀은 설명했다.

송현수 기자 songh@