엄광섭 지스트 교수 연구팀, 2배 이상 소형화 가능 배터리 개발

광주과학기술원(총장 김기선, 이하 지스트)는 엄광섭 신소재공학부 교수팀이 정재한 홍익대 교수, 이정태 경희대 교수 등 공동 연구팀과 기존 리튬이온 배터리를 전기 저장 용량을 유지하면서 2배 이상 소형화 가능한 새로운 리튬이온 기반 고용량 배터리를 개발했다고 12일 밝혔다.

이 연구를 통해 개발된 리튬-셀레늄 배터리는 안정성 확보를 기반으로 같은 전기 저장 용량 대비 2배 이상 소형화가 가능하다. 차세대 핸드폰, 노트북 등 휴대용 전자기기에 이용되면 전자제품에서 배터리가 차지하는 공간이 2배 작아질 것으로 기대된다.

연구팀은 셀레늄을 리튬 배터리의 양극 재료로, 리튬 금속을 음극 재료로 사용하는 리튬-셀레늄 배터리를 이용해 현재의 리튬이온 배터리에 비해 부피당 저장 용량을 약 2배 향상시켰다.

특히, 리튬-셀레늄 배터리는 셀레늄의 안정성이 낮아 급격하게 배터리 수명이 감소하는 현상이 있는데, 이러한 원인이 리튬-셀레늄 배터리의 상용화의 큰 걸림돌이다. 따라서 연구팀은 본 배터리의 용량을 유지하고 안정성, 즉 수명을 향상시키는 방법에 집중했다.

엄광섭 교수는 "이번 연구성과는 기존의 리튬-셀레늄 배터리에 비해 매우 용이한 전기화학적 고분자 표면처리법을 통해 새로운 고용량·고안전성의 리튬-셀레늄 배터리를 도입시켰다는데 가장 큰 의의가 있다"라면서 "향후 추가적인 연구 개발을 통해 다른 차세대 고용량 이차전지(리튬-황전지 등)에서도 적용 가능할 것을 기대한다"고 말했다.

이번 연구는 한국연구재단 및 LG화학의 지원을 받아 진행됐다. 연구성과는 첨단 에너지 소재 분야의 세계적인 학술지인 '어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈'(Advanced Functional Materials)에 2020년 3월 5일자로 온라인 게재됐다.