원통형 배터리 설계에서 전극 곡률(곡선이나 곡면의 구부러진 정도를 나타내는 값)이 중요한 설계 변수라는 사실을 울산과학기술원(UNIST) 연구진이 밝혀냈다. UNIST는 에너지화학과 정경민 교수팀이 원통형 배터리 전극의 곡률이 전기화학적 성능에 미치는 영향을 규명하고, 최적화된 전극 설계 방안을 제시했다고 6일 밝혔다. 원통형 배터리는 음극과 양극 사이에 분리막을 끼워 차곡차곡 쌓은 다음 돌돌 말아낸 형태의 배터리다. 음극, 분리막, 양극, 분리막을 1세트로 치면 보통 전기차의 원통형 배터리 셀(cell) 1개 안에는 20∼60세트가 말려져 있다. 연구팀은 원통형 배터리의 이 같은 곡률 특성 때문에 음극과 양극 간 접촉 면적이 달라지면서 용량비가 이상적인 설곗값에서 벗어날 수 있다고 보고 이번 연구를 시작했다. 일반적으로 배터리를 설계할 때는 리튬 금속 석출(리튬이 음극에 고르게 삽입되지 못하고 금속 형태로 표면에 나오는 현상) 예방과 고속 충전을 위해 음극 용량을 양극 용량보다 더 크게 설계한다. 연구팀이 다양한 곡률 조건을 모사한 실험용 곡률형 단판 셀을 제작해 상용 21700 원통형 배터리와 비교 분석한 결과, 전극의 용량비가 전극의 위치에 따라 달라지
모든 소재를 3차원(3D) 프린팅으로 만들어 다양한 모양을 구현하는 리튬이온 배터리가 개발됐다. 정승준 한국과학기술연구원(KIST) 소프트융합소재연구센터 책임연구원팀은 임종우 서울대 화학부 교수와 공동으로 가벼우면서도 자유롭게 디자인할 수 있는 리튬이온 배터리를 개발했다고 14일 KIST가 밝혔다. 연구팀은 리튬이온 배터리에 쓰이는 액체 전해질과 반고체 겔 전해질의 비율을 조절해 mm 이하 크기로 인쇄할 수 있으면서도 이온전도도도 높은 반고체 겔 전해질을 개발했다. 또 전자 통로 역할을 하는 집전체는 기존 금속 대신 전기 전도성이 높은 금속 나노입자 잉크와 고분자 잉크로 대체해 3D 프린팅이 가능하게 했다. 이를 통해 모든 소재를 3D 프린팅으로 인쇄하면서 원하는 형상대로 배터리 형태를 만들 수 있었다고 연구팀은 설명했다. 이렇게 개발한 프린팅 배터리는 사물인터넷(IoT)이나 센서 등에 필요한 수 밀리암페어(㎃h) 용량을 갖췄다고 연구팀은 덧붙였다. 정승준 책임연구원은 "기존 배터리가 적용되기 어려운 3D 형상의 자유 형상 기기, 의료 삽입형 기기, 소형 로봇 분야 부분에 에너지 공급원으로 사용될 것으로 기대된다"고 말했다. 한편, 이번 연구 결과는 지난달
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