UNIST(울산과학기술원)는 에너지화학공학과 정성균 교수팀이 황화물계 고체전해질을 기반으로 전고체전지 양극의 계면 안정성을 위한 유기물 코팅 소재를 개발했다고 11일 밝혔다.
연구팀은 기존에 가지고 있던 코팅 소재의 단점을 보완하기 위해 유기 전해질 첨가제를 코팅 소재로 도입했다. 이플루오로비스(옥살레이토)인산염을 활용한 코팅층은 기존 산화물계 코팅층에 비해 상온에서도 형성할 수 있는 장점이 있다.
또한 이렇게 만들어진 계면층이 고전압으로 충전될 때 발생되는 화학적 열화 속도를 늦추며 낮은 구동 압력에서도 기계적 열화를 완화하는데 도움을 준다는 것을 확인했다. 이는 전고체전지가 높은 용량을 구현하는데 있어서도 도움을 주며 장기간으로 구동시킬 수 있도록 안정성을 높혀준다.
연구팀은 이번 연구를 확장시켜 황화물 기반 전고체전지의 양극 계면 열화 반응에 대한 심층적인 분석을 진행했다. 이를 통해 화학적·물리적 열화간의 상관관계와 열화의 발생 원인을 규명했다.
이번 연구는 일반적으로 사용되는 무기 산화물 물질을 넘어 황화물 기반 전고체전지의 양극 코팅 물질을 설계하는 새로운 전망과 이해를 제시할 것으로 기대된다.
정성균 에너지화학공학과 교수는 “이번 연구는 기존 전고체전지에서 고려되지 않았던 유기물 코팅 소재에 대한 탐색 가능성과 확장성을 제공했다”며 “또한 전고체전지의 열화 거동에 대한 심층적인 이해를 제공한다”고 말했다.
이번 연구는 지난 3월9일 에너지 소재 분야 권위적 국제 학술지 ‘어드밴스드 에너지 머터리얼스’에 게재됐다. 차형석기자 stevecha@ksilbo.co.kr
