대용량 리튬금속전지, 상용화에 한걸음 더 다가섰다

 

[에너지데일리 송병훈 기자] 한국전기연구원(KERI, 원장 직무대행 김남균) 차세대전지연구센터 김병곤 박사팀의 리튬금속전지 관련 연구결과가 높은 수준을 인정받아 국제 저명 학술지에 표지논문으로 게재됐다.

29일 KERI에 따르면, 기존 리튬이온전지가 흑연 음극에 리튬 이온을 탈·삽입해 에너지를 내는 구조라면, 리튬금속전지는 부피가 크고 무거운 흑연을 사용하지 않고, 리튬금속 자체를 음극으로 사용하는 전지다. 리튬금속 음극은 흑연 음극(372mAh/g)과 비교해 이론상 저장용량이 10배 이상(3860mAh/g) 높아 전기차나 에너지저장장치(ESS) 등 대용량 전지가 필요한 분야에서 큰 관심을 받고 있다.

그러나 이같은 장점에도 불구하고, 충·방전 시 리튬금속을 효과적으로 저장하지 못하면, 리튬이 나뭇가지 모양으로 성장하는 일명 ‘수지상 결정(dendrite)’이 형성돼 점점 부피가 커지는 문제가 발생한다. 이는 전지의 수명 저하와 내부 단락에 따른 화재·폭발 사고로 이어질 수 있다.

이를 해결하기 위해 KERI가 개발한 기술은 ‘중공 코어(Core) 다공성 쉘(Shell) 구조의 탄소 나노섬유’다. 먼저 ‘중공 코어’ 부분에는 리튬 친화성 물질인 ‘금’ 나노 입자를 소량 첨가했다. 금은 리튬과 우선적으로 반응해 리튬의 성장 방향을 제어함으로써, 리튬을 코어 내부에 저장할 수 있도록 도와주는 역할을 한다.   원문 더 보기

 

출처 : 에너지데일리(http://www.energydaily.co.kr)