고민재·임희대 한양대 교수팀, 리튬 메탈 배터리 수명·안전성 개선 기술 개발

[캠퍼스人+스토리] 배터리 내부서 전자 이동을 돕는 집전체 기술 개발

(왼쪽부터)임희대 한양대학교 화학공학과 교수, 고민재 한양대학교 화학공학과 교수, 조현민 한양대학교 화학공학과 박사과정생. /한양대

고민재·임희대 한양대학교 화학공학과 교수팀이 리튬 메탈 배터리 수명과 안정성을 개선하는 기술을 개발했다. 리튬 메탈 배터리는 전기차, 드론, 항공우주 등 분야에서 차세대 에너지 저장장치로 주목받는 배터리다.

20일 한양대에 따르면 연구팀은 이번 연구에서 기존 리튬 메탈 배터리가 야기하는 배터리 성능 저하, 안정성 문제를 해결하기 위해 새로운 다차원 집전체 기술을 공동으로 개발했다. 집전체는 배터리 내부에서 전자 이동을 돕는 역할을 하는 얇은 막이다.

한양대 관계자는 "연구팀이 개발한 집전체 기술은 기존의 집전체와 비교해 약 3배 이상의 수명 안정성을 보여줬다"며 "결과적으로 리튬 메탈 배터리의 안전성과 성능을 동시에 대폭 향상시켰다"고 설명했다.

이 관계자는 이어 "이 기술은 고성능 배터리 설계에 중요한 기술적 기반이 될 수 있음을 입증했다"며 "전기차와 같은 대용량 에너지저장시스템뿐만 아니라 차세대 전자기기에 적용 가능성을 열어주는 중요한 발전으로 평가된다"고 덧붙였다.

임희대 교수는 "이번 연구는 리튬 메탈 배터리의 가장 큰 문제로 꼽힌 수명 저하와 안전성 문제를 동시에 해결하는 기술을 제시했다. 이를 정교화해 리튬 메탈 배터리의 상용화를 가속화할 계획"이라며 "집전체 설계 기술은 다양한 전극 소재에도 응용 가능성이 있어 배터리 기술 전반에 걸쳐 새로운 패러다임을 제공할 것"이라고 했다.

연구팀의 이번 연구는 재료과학 분야 국제 학술지 'ACS Nano' 2025년 1월 호에 게재될 예정이다.