나노기술 및 정책 정보

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● 한국전기연구원의 박준우 박사와 부경대학교의 백강준 교수 공동연구팀은 배터리 성능 저하 주범 ‘리튬 폴리설파이드’ 문제를 활성탄과 인으로 해결

● 리튬황배터리(Lithium-sulfur Battery)는 차세대 배터리 대표주자로 여겨지지만, 용출 현상으로 인한 수명과 안전성 저하로 상용화에 한계가 있었음 

● 이에 연구팀은 활성탄과 인(P)을 활용했으며, 흡착성이 강한 활성탄을 배터리 내부의 분리막 코팅 소재로 이용하여 충·방전 시 발생하는 리튬 폴리설파이드를 물리적으로 잡아냈으며, 인(P)을 탄소재에 도핑하여 화학적인 캡쳐링도 유도하여 물리적·화학적 이중 캡쳐링을 통해 리튬 폴리설파이드에 따른 리튬황배터리의 성능 저하를 방지

● 특히, 황 양극(+)에 전기 전도성이 높으면서도 강도가 세고 유연한 탄소나노튜브(CNT) 소재를 사용하여 무게 비중을 많이 차지하는 집전체를 제거하여 에너지 밀도 향상을 유도하고, 굽히거나 휘어질 수 있는 내구성까지 확보

● 해당 연구로 개발한 리튬황배터리의 에너지 밀도는 400Wh/kg으로, 세계 최고 수준을 나타냈으며, 기존 리튬황배터리가 가진 경량·저비용 장점에, 높은 에너지 밀도 및 성능 안정성(수명성), 플렉시블(내구성) 강점까지 결합

● 연구팀은 본 기술이 가볍고 장시간 운행이 필요한 항공우주, 플라잉카, 드론 등 미래형 항공 모빌리티의 배터리 분야에 활용될 것으로 기대

※ Small 게재

※ KERI(주요사업), 부경대학교(기초연구실사업) 지원