군산대 화학과, 리튬금속전지 극복 '신규 전해질' 개발 성공

[군산=이인호 기자] 국립군산대학교 화학과 이경구 교수 연구팀이 전기자동차용 이차전지로 리튬금속전지 상용화의 길을 열어줄 ‘신규 전해질’을 개발해 이목을 끌고 있다.

현재 노트북, 휴대폰 등 전자 제품에 널리 사용되는 리튬이온전지는 저장 용량이 작고 수명이 짧아 전기자동차에 사용하는데 한계가 분명했다. 

이러한 한계를 극복하기 위해 저장용량이 10배 이상 커진 리튬금속전지가 개발돼 전기차용 이차전지의 대안으로 주목 받아왔다. 

하지만, 충전과 방전을 거듭할수록 리튬금속 표면에 나뭇가지 모양의 수지상결정이 형성돼 전지 수명이 짧아지고 화재나 폭발 등에 취약한 한계를 보였다. 

이를 해결하기 위해 최근 이경구 교수 연구팀은 설파이트(sulfite)계 용매를 포함하는 전해질을 이용해 리튬금속전지의 한계를 극복하는 신기술 개발에 성공했다.

이번에 이 교수팀이 개발한 신규 전해질은 리튬금속 표면에 보호막을 형성해 리튬금속전지의 가장 큰 문제점이었던 수지상결정 형성을 억제할 뿐만 아니라 기존 카보네이트 용매를 활용한 상용 전해질보다 높은 이온전도도를 가지고 있는 것으로 확인돼 우수 출력성능을 가지는 이차전지 개발에 활용될 것으로 기대된다. 

특히, 신규 전해질을 활용한 리튬금속전지가 전기차용 이차전지로 상용화되면 전기자동차의 주행거리를 대폭 늘릴 수 있어 국내 자동차 제조사와 이차전지 제조사의 기술력 향상과 함께 국내 기업의 세계 전기차 시장을 선도할 것으로 보인다.

이 교수팀의 기술 개발에 따라 전북 새만금 국가산업단지에 조성 중인 ‘이차전지 특화단지’ 사업이 탄력 받을 것으로 기대되며 군산대가 역점을 두어 추진하고 있는 에너지신산업 분야의 ‘지자체-대학 협력기반 지역혁신(RIS) 사업’과 2024년에 신설된 ‘에너지 신산업학부’를 통한 실무형 전문인력 양성 등도 안정적으로 추진될 것으로 전망된다.

한편 이번 연구는 군산시가 지원하는 ‘지역맞춤형 전기차 클러스터 전문인력양성 사업’과 교육부의 ‘지역대학 우수과학자 연구사업’을 통해 이뤄졌다.

연구 결과는 에너지 분야의 국제 학술지 'Advanced Functional Materials’(인용지수 19.9)에 게재돼 국제적으로 인정 받았다. /k9613028@sedaily.com