UNIST(울산과학기술원) 연구진이 전고체 배터리에 압력 센서를 붙여 내부를 진단하는 기술을 개발했다. 이 기술은 전지 수명을 줄이는 부반응을 알아내는 비파괴 진단기술로 주목받고 있다.
UNIST는 에너지화학공학과 이현욱 교수팀이 압력 변화를 분석해 황화물 전고체 배터리 내 2차상과 수지상 물질 생성 반응을 구분했다고 7일 밝혔다. 이번 연구는 미국 조지아공대 매튜 맥도웰 교수 연구팀과 함께했다.
이 교수는 “고가 엑스레이(X-ray) 기술과 달리 본 진단 방식은 소규모 전지부터 상용화될 대용량 전지까지 쓸 수 있는 기술로, 보다 간편하고 정밀한 전고체 전지 성능 평가와 예측이 가능해질 것”이라고 기대했다.
전고체 배터리는 내부 액체 전해질을 고체로 바꿔 폭발위험이 없는 차세대 전지다.
연구팀은 2차상 물질이나 리튬 수지상 물질이 만들어질 때 전지 내 부피 변화에 차이가 있을 수 있다는 데서 아이디어를 얻었다. 전지 내 물질의 부피가 감소하면서 외부에서 측정한 압력이 감소하는 원리다. 이를 입증하기 위해 전지 내 부반응이 다른 두 종류 황화물계 고체전해질을 썼다. 황화물계 고체전해질 제조에서 가하는 압력 정도를 달리해 분석 실험을 한 결과, 분말형태 황화물을 뭉쳐 전해질을 만드는 공정의 압력이 클수록 리튬 수지상 생성이 억제되고 전지 수명이 길었다.
차형석기자 stevecha@ksilbo.co.kr
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