불 붙여도 끄떡없는 리튬이온전지 나왔다

이상영 교수팀 신개념 배터리 개발

외부 충격과 불에 약한 리튬이온전지의 단점을 보완한 배터리가 나왔다.

이상영 울산과학기술원(UNIST) 에너지및화학공학부 교수팀은 불에 넣어도 끄떡없는 리튬이온전지를 개발했다고 20일 밝혔다. 전지 재료인 액체 전해질을 대체한 고체 소재가 핵심이다.

리튬이온전지는 강한 충격을 받으면 전해질이 외부로 노출되고, 음극과 양극이 접촉해 폭발이 일어난다. 이 교수팀은 액체 전해질 대신 고체 전해질을 쓰는 ‘전고체 전지’를 개발해왔다. 전고체 전지 전해질로는 카보네이트 계열을 많이 쓰는데, 이는 불에 잘 탄다.

연구팀은 불이 잘 붙지 않고, 온도가 80도가 넘어도 전기화학적으로 안정된 상태를 유지하기 위해 카보네이트 계열 물질 대신 유기물질인 나이트릴 계열 물질을 전해질로 썼다. 재료는 잉크 형태로 만들었다. 전극과 전해질 물질을 페인트를 덧칠하듯 한 겹씩 인쇄해 전지를 만들어 유연하게 했다. 100번 넘게 구부려도 전지가 안정적으로 작동하게 됐다.

이 교수는 “2차전지 분야 최대 관심사는 폭발에서 안전한 전고체 전지”라며 “잉크로 인쇄해 모양을 자유롭게 만들 수 있고 얇은 고체 형태라 가위로 잘라도 문제없다”고 말했다.

이 연구는 국제학술지인 ‘에너지 및 환경과학(EES)’ 2월호 표지논문으로 선정됐다.

오가희 동아사이언스 기자 solea@donga.com