나노기술 및 정책 정보

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● 한국원자력연구원은 연구원 창업기업인 내일테크놀로지 및 두석광 교수(한국에너지공과대학), 최재학, 송우진 교수(충남대) 공동 연구팀이 질화붕소 나노튜브(BNNT)를 활용한 리튬이차전지 전해질 첨가제를 개발했다고 발표

● 내일테크놀로지는 전기절연 세라믹 나노소재인 BNNT를 분리막과 전해질에 적용할 수 있다는 점에 주목해 BNNT를 전해질에 직접 첨가하는 대신 BNNT 분말을 분리막에 코팅해 전해질 첨가제 역할을 하는 새로운 기술을 개발

● 해당 기술은 배터리 제작 공정에도 쉽게 적용할 수 있고 배터리 출력, 용량, 충‧방전, 안전성 등 주요 성능을 모두 향상시키는 것으로 확인되었으며, 리튬이온 속도인 이온전도도는 20% 이상, 이온전달수는 50% 이상 증가

● 또한, 배터리의 양극 무게당 용량(mAh/g)인 비용량이 10% 향상돼 배터리 용량도 늘었고, 500회 고속 충·방전 테스트에서는 배터리 충·방전 때 충전 대비 방전 용량 비율인 쿨롱 효율이 99.6%로 높은 방전 효율을 보였으며, 분리막 열 수축률을 50% 이상 낮춰 폭발 위험 등에 대한 안정성도 제고

● 본 연구 성과는 BNNT가 전해질 첨가제로 배터리 성능 향상에 쓰일 수 있다는 것을 실험적으로 증명한 최초 사례로 사업화와 후속연구를 통해 BNNT를 기존 배터리에 적용할 수 있을 것으로 기대

ACS Applied Energy Materials (2023.08.30.), Enhancement of Columbic Efficiency and Capacity of Li-Ion Batteries using a Boron Nitride Nanotubes-Dispersed-Electrolyte with High Ionic Conductivity