조원일 박사와 김문석 연구원, 기존 리튬이온전지보다 에너지 밀도 2배이상

KIST는 이달의 KIST인상으로 조원일 박사(오른쪽)와 김문석 연구원(왼쪽)을 선정했다.<사진=KIST 제공>
KIST는 이달의 KIST인상으로 조원일 박사(오른쪽)와 김문석 연구원(왼쪽)을 선정했다.<사진=KIST 제공>
KIST(한국과학기술연구원·원장 이병권)는 10월 '이달의 KIST인상'에 에너지저장연구단의 조원일 박사와 김문석 연구원을 선정하고 24일 시상식을 가졌다고 25일 밝혔다.

조원일 박사와 김문석 연구원 연구팀은 스마트폰이나 노트북에 쓰이는 기존 리튬이온전지에 비해 2배 이상의 용량를 갖는 차세대 리튬금속-이온전지를 개발한 공로로 선정됐다.

연구팀은 미국 코넬대 린든 아처 교수팀과 공동연구를 통해 리튬이온전지의 에너지 밀도를 2배 이상 상회하고 1200회 이상 충방전해도 초기 대비 80% 이상 성능을 유지, 상용화 가능성을 높였다.

현재 리튬이온전지는 에너지밀도가 낮아 드론 등 무인이동체에 장시간 사용하는데 한계가 있다. 이를 극복하기 위해 리튬이온전지의 흑연 음극을 리튬금속으로 대체한 리튬금속이온전지가 주목받고 있지만 금속표면에서 덴드라이트 현상이 발생해 전지 폭발을 유발하거나 수명을 단축시키는 문제가 있었다.

연구팀은 덴드라이트 현상을 억제하기 위해 그래핀계 나노소재를 효과적으로 리튬 금속 표면에 고르게 전사, '랭뮤어-블라젯 인조고체-전재질 계면상'이라 부르는 인조 보호막과 양자역학계산을 활용한 최적의 전해질 배합을 개발했다.

성과는 차세대 전지의 괄목할 만한 성과로 인정받아 에너지 분야의 국제 학술지 '‘Nature energy’(IF:46.859)' 10월호에 게재됐다.
 

저작권자 © 헬로디디 무단전재 및 재배포 금지