한국과학기술원(KAIST)은 김희탁 교수팀이 LG에너지솔루션 연구팀과 공동으로 도심항공모빌리티(UAM)용 리튬황전지의 성능 저하 원인을 밝히고 이를 토대로 성능을 혁신적으로 개선할 수 있는 기술을 개발했다고 23일 밝혔다. 리튬황전지는 리튬이온전지의 양극 물질로 ‘황’을 이용하는 배터리다. 도심 항공 교통을 연결하는 UAM의 에너지원으로 쓰이는 기존 상용 리튬이온전지는 무게당 에너지 밀도가 낮아 리튬이온전지 대비 2배 이상의 무게당 에너지 밀도를 낼 수 있는 리튬황전지가 차세대 이차전지로 주목받고 있다. 다만 리튬황전지의 안정적 구동을 위해서는 많은 양의 전해액이 필요해 전지 무게가 증가하고 이에 따라 에너지밀도가 감소하는 한계가 있었다. 전해액 사용량을 줄이게 되면 성능 열화가 가속하는 문제가 발생하는데, 정확한 원인이 밝혀지지 않아 UAM 용 리튬황전지 개발에 어려움이 있었다. 연구팀은 다양한 전해액 환경에서의 실험을 통해 성능 저하의 원인이 전극 부식으로 인한 전해액 고갈 때문임을 밝혔다. 너무 많거나 적지도 않은 적절한 용매화 능력을 갖춘 불소화 에테르 용매를 도입해 리튬 금속 음극을 안정화하는 방법으로 전해액 분해를 억제하는 데 성공했다. 이를 통해
LG에너지솔루션은 17일 대전 기술연구원에서 서울대, KAIST 등 산학과제를 진행중인 국내 17개 주요 대학 교수진, 석·박사 및 학부생 220여 명이 참석한 가운데 '제1회 LG에너지솔루션 산학협력 컨퍼런스'를 개최했다고 밝혔다. 국내 배터리 업계에서 이 같은 대규모 산학협력 컨퍼런스를 개최한 것은 LG에너지솔루션이 처음이다. 이번 산학협력 컨퍼런스는 학계와 산업계가 우수 성과를 공유함으로써 차세대 배터리 시장을 선도할 수 있는 연구개발(R&D) 생태계를 구축하고, 중장기적으로는 우수 인재를 육성할 수 있는 '협력의 장'을 만들기 위해 기획됐다. LG에너지솔루션에서는 CPO(최고생산·구매책임자) 김명환 사장, CTO(최고기술책임자) 신영준 부사장, CDO(최고디지털책임자) 변경석 전무를 비롯해 소형전지개발센터장 노세원 전무, 자동차개발센터장 최승돈 전무, 제조혁신센터장 정재한 전무 등 주요 경영진 및 각 분야 최고 전문가들이 총출동했다. 이날 행사는 대학 교수진들의 차세대 배터리 등 산학협력 연구성과 발표, 대학원생 연구성과 포스터 발표, 채용 설명회 등으로 구성됐다. 먼저 차세대 배터리와 최신 2차전지를 주제로 주요 대학 교수진들의 산학협력 과제
전고체전지, 리튬황전지 등 연구개발 및 우수 인재 발굴 적극 협력 LG에너지솔루션과 서울대학교가 산학협력을 통해 차세대 배터리 기술 개발 및 우수 인재 육성에 적극 나선다. 이와 관련 20일 서울대에서 LG에너지솔루션 CTO 신영준 부사장, 차세대전지개발센터 손권남 센터장, 서울대학교 홍유석 공과대학장, 이종민 공과대학 교무부 학장 등이 참석한 가운데 산학협력센터 설립을 위한 업무 협약 체결식을 개최했다. 이번 업무 협약을 바탕으로 양측은 연구개발(R&D) 네트워크 구축 및 우수 인력 양성 등을 위한 산학 공동협력체계를 마련하고, 차세대 배터리 소재 및 관련 기술 개발을 위해 적극 협력하기로 했다. 또한, LG에너지솔루션의 연구개발(R&D), 특허 관련 역량과 서울대의 우수 연구 성과 및 인재 육성 경험 등이 유기적으로 결합해 다양한 시너지를 낼 수 있도록 할 방침이다. LG에너지솔루션과 서울대는 황화물계 전고체전지, 리튬황 전지용 소재 개발 등 총 9개의 산학협력과제를 발굴하였으며, 이번 협약을 통해 관련 연구에 더욱 박차를 가할 계획이다. 이밖에도 소형전지 분야에서도 추가적인 과제 발굴을 검토 중에 있어 양측의 산학협력과제는 더 늘어날 전망
헬로티 이동재 기자 | KAIST 생명화학공학과 이진우 교수팀이 서로 다른 크기의 기공을 동시에 가지고 있는 다공성 2차원 무기질 나노코인을 합성하는 새로운 기술을 개발했다. 나노코인은 동전과 같이 둥근 모양이면서 두께가 약 3나노미터인 2차원 나노 소재다. 연구팀의 합성기술은 다공성 무기질 소재를 동전처럼 둥글고 납작한 형상으로 제어할 수 있고, 크기 및 두께 등의 물성을 정밀하게 제어할 수 있는 새로운 원천 기술이다. 이는 리튬-황 이차전지의 분리막에 사용돼 리튬-황 전지의 성능 저하 원인으로 꼽히는 리튬폴리설파이드의 용출을 효과적으로 억제해 성능을 높이는 데 성공했다. 기존의 다공성 2차원 무기질 소재의 합성 방법은 기판을 이용하거나 별도의 주형을 사용하는 방식으로 소재의 형상 원판처럼 제어함과 동시에 두께를 조절하는 것에 한계가 있다. 또한, 다공성 구조를 형성하기 위해서는 추가적인 공정을 도입해야만 한다. 이를 해결하기 위해서 용액에서 양친성 분자를 이용한 구조를 도입하려 시도했지만, 무기질 전구체의 반응을 제어하기 쉽지 않다는 문제가 발생했다. 이 교수 연구팀은 블록공중합체와 단일중합체의 고분자 블렌드의 상거동을 이용해 기존의 문제를 해결하는 새로
헬로티 이동재 기자 | 국내 연구팀이 정유 처리의 부산물로 여겨졌던 황을 이용해 30분 만에 리튬-황 전지 양극재를 합성하는 데 성공했다. POSTECH 연구팀은 고에너지 밀도, 고속 충전, 그리고 기계적 유연성을 부여할 수 있는 혁신적인 리튬-황((Li-S) 전지를 개발했다. 추가적인 용매나 개시제, 계면활성제, 입체 안정화제를 사용하지 않고 30분 이내의 빠른 반응시간을 통해 계층적으로 정렬된 형태의 역가황 고분자 입자를 합성한 첫 번째 사례다. 현재 사용되는 고독성 전이 금속계 양극 재료와는 달리, 황은 값이 싸고 풍부하며, 독성이 적다는 점 때문에 주목받고 있는 물질이다. 특히, 리튬-황 배터리는 높은 이론적 에너지 밀도로, 높은 용량을 저장할 수 있어 차세대 배터리로서 가능성을 보여준다. 하지만, 황은 근본적으로 낮은 전기전도도를 가지기 때문에, 활성 물질의 완전한 활용을 방해하여 충방전 속도를 늦추고, 전해질에 용해도가 높아 전지의 수명을 떨어뜨리는 단점이 있다. 연구팀은 기존의 황 전극과 달리 황의 함침 공정을 사용하지 않고, 황과 비닐포스폰산의 역가황 반응을 이용한 공중합을 통해 30분 만에 황 기반 고분자 입자를 합성했다. 짧은 반응시간에 균
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