생기연, 차세대 리튬금속전지용 '무음극 집전체 기술' 개발

'3차원 다공성 구리 집전체' 기술 개발로 무음극 전지 시스템 구현

한국생산기술연구원은 숙명여자대학교 연구팀과 공동으로"3차원 다공성 구리 집전체 기술 개발을 통해 안전성이 뛰어난 '무음극 리튬금속 전지 시스템'을 구현하는 데 성공했다"고 17일 밝혔다.

특히 전지의 단락은 고장이나 폭발로 이어질 수 있고, 전극 표면에 덴드라이트가 형성되면 리튬 이온의 이동이 원활하지 못해 전지 효율과 수명이 줄어들기 때문에 덴드라이트 형성을 막는 기술 개발이 요구돼 왔다. 무음극 전지 시스템의 경우 음극재를 없애 부피와 무게를 줄임으로써 에너지 밀도를 높이는 새로운 개념으로, 이 시스템에서는 집전체가 기존 전자 이동 통로로서의 기능뿐 아니라 음극 역할까지 대신 하게 된다는 것. 생기원 오세권 박사 연구팀이 전해도금 기술을 활용해 리튬 덴드라이트 성장을 제어하는 데 있어 최적의 구조를 갖는 '3차원 다공성 구리 집전체'를 설계했다. 전해도금 기술은 전기화학적인 방법으로 수용액 속 금속을 전도성 재료 표면에 환원 석출시키는 뿌리기술로, 연구팀은 도금 시 발생하는 수소 기체의 발생 속도 및 크기 등을 제어하는 방식으로 다공성 구조체를 제작했다.

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