한 번 충전하면 1000㎞ 달린다…UNIST, 세라믹 전지 개발

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삼성전자 공동연구로 수명저하 문제 해결
리튬공기전지 유기물질 '세라믹 소재' 교체
우수한 이온 전도성·전자 전도성 동시 확보

세라믹 소재 리튬공기전지 기술 개발을 주도한 서동화 UNIST 교수.
<세라믹 소재 리튬공기전지 기술 개발을 주도한 서동화 UNIST 교수.>

한 번 충전으로 1000㎞를 달릴 수 있는 전기차 전지기술이 개발됐다.

울산과학기술원(UNIST·총장 이용훈)은 삼성전자종합기술원(원장 황성우)과 공동으로 리튬공기 전지 내부 유기물질을 세라믹 소재로 바꿔 상용화 난제인 전지 수명 저하 문제를 해결했다고 15일 밝혔다.

리튬공기전지는 리튬이온전지보다 10배 이상 더 많은 에너지를 저장할 수 있다. 공기 중 산소를 전극재로 쓰기 때문에 금속 소재를 사용하는 리튬이온전지보다 경량화에도 유리하다. 가볍고 오래 달리는 차세대 경량 전기차 전지로 각광 받는 이유다.

문제는 전지 작동과정에서 발생하는 활성산소 때문에 전지 수명이 떨어진다는 점인데, 공동 연구팀이 이를 해결할 방법을 찾아냈다.

전지 내부 유기물질을 고성능 세라믹 소재로 대체해 전지 수명을 획기적으로 높였다. 기존 10회 미만이던 충·방전 수명을 100회 이상으로 개선했다.

고체인 세라믹 소재로 우수한 이온 전도성과 전자 전도성을 동시에 확보했다는 것도 주목할 점이다.

일반 세라믹 물질은 이온전도성만 높지만 이번에 개발한 물질은 전자 전도성도 뛰어나 전지의 다양한 구성 부품에 쓰일 수 있다.

서동화 UNIST 교수는 “개발한 새로운 세라믹 소재는 전자와 리튬이온을 동시에 전달할 수 있기 때문에 리튬공기전지뿐만 아니라 다양한 전지 분야에 쓰일 수 있을 것”이라고 말했다.

이번 연구 결과는 '어드밴스드 에너지 머터리얼즈' 13일자 표지 논문으로 실렸다.

울산=임동식기자 dslim@etnews.com