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[IT뉴스]'전기차 배터리 충전 15분 만에' KAIST, 혁신 전해질 기술 개발

온카뱅크관리자

2025-03-17 11:57:30

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        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="8X64iQ2Xmh">
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="d953fadef33ec1068d8c610e0ef7bc670b4320896aa3577afcf9914a763b8c7c" dmcf-pid="6ZP8nxVZsC" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="고속 충전 리튬이온배터리 용매 기작 모식도" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202503/17/etimesi/20250317115205795ddmt.jpg" data-org-width="700" dmcf-mid="4EBz6KUlrl" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202503/17/etimesi/20250317115205795ddmt.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            고속 충전 리튬이온배터리 용매 기작 모식도
           </figcaption>
          </figure>
          <p contents-hash="7c0e7cad060610d40a279fa22b2711c64c1e382aa7f93799ccc80743fd618d19" dmcf-pid="P5Q6LMf5DI" dmcf-ptype="general">전기차(EV) 시장 성장으로 리튬이온 배터리 충전 시간 단축 기술이 중요 과제로 떠오르는 가운데, 한국과학기술원(KAIST·총장 이광형) 연구진이 혁신적인 전해질 기술을 개발해 충전 시간을 15분으로 단축시켰다.</p>
          <p contents-hash="8b095c48e995711e6d4018d3ecbeffa5e55a5b47121affe7e97f55d8096e332f" dmcf-pid="Q1xPoR41wO" dmcf-ptype="general">KAIST는 최남순 생명화학공학과 교수팀이 홍승범 신소재공학과 교수팀과 새로운 전해질 용매 '아이소부티로니트릴(isoBN)'을 개발, 배터리내 리튬 이온 이동을 극대화시키는 전략으로 이같은 성과를 거뒀다고 17일 밝혔다.</p>
          <p contents-hash="81f3f26202b1e8254469dd0cc94b3a9168455256cad53023a8eeda61f6f18b67" dmcf-pid="xtMQge8tIs" dmcf-ptype="general">연구팀은 전해질 내 용매화 구조를 조절하는 전략을 개발했다. 이는 배터리 핵심 요소인 음극 계면층(SEI) 형성을 최적화해 리튬이온 이동을 원활하게 하고, 고속 충전 시 발생하는 배터리 수명 단축 등 문제를 해결하는 방식으로 리튬이온전지 충전 속도를 향상시킬 수 있다.</p>
          <p contents-hash="06a166e8e0951631dc310811720dbf7c50dc6c9e600f88fe742f1c7a4e5e4db1" dmcf-pid="yoWTFGloIm" dmcf-ptype="general">기존 리튬이온전지 전해질에 사용되는 에틸렌 카보네이트(EC) 전해액은 점성이 높고, 강한 용매화 특성, 큰 결정립으로 구성된 음극 계면층을 만드는 등 특성탓에 고속 충전 시 리튬이온이 원활하게 이동하거나 흑연 음극 층상 구조로 들어가지 못한다.</p>
          <p contents-hash="11d2b602b6812cacaa3056f017dfbc709e38ee57a23082d16c1c1ed7fcb3c19f" dmcf-pid="WgYy3HSgOr" dmcf-ptype="general">또 음극 계면층 위 또는 음극판 상단부에 금속 리튬이 전착한다. 배터리 수명 단축과 단락에 의한 화재 발생 위험이 높다.</p>
          <p contents-hash="d36d27c8bf8bd7cabc012bd314dd6c27d2ec4331d03f125ccd253a9d33c1b256" dmcf-pid="YaGW0Xvarw" dmcf-ptype="general">연구팀은 이에 EC를 완전히 대체할 수 있는 isoBN을 배터리 전해질에 도입, 리튬이온 탈용매화 에너지를 감소시키고 음극 계면층 결정립 크기를 감소시켰다.</p>
          <p contents-hash="636c976e35eff882210e7b1b2ee406c76a3ee0c23fe3150b12e5cb564ff31fa9" dmcf-pid="GNHYpZTNsD" dmcf-ptype="general">isoBN 용매 도입으로 EC 전해질 대비 55% 낮은 점성, 54% 높은 이온전도도(12.80 S/㎝)를 가지는 고이온 전달성 전해질 시스템을 개발했다.</p>
          <p contents-hash="d445e5a281c8dd2ea248ad36058faed56815c06a00abddc96e83d1479af5730f" dmcf-pid="HjXGU5yjEE" dmcf-ptype="general">isoBN 전해질은 리튬이온 탈용매화 에너지를 크게 감소시켜 15분 고속 충전 300회 사이클에서도 리튬전착 없이 94.2% 용량 유지율을 나타냈다.</p>
          <p contents-hash="487b910e1342a4b86897a70a4770b31dbb3687aa70a9c1a80d5a4a62878c7348" dmcf-pid="XnTS1WCnrk" dmcf-ptype="general">최남순 교수는 “리튬이온전지 충전 시간을 획기적으로 줄이는 음극 계면층 기술과 전해질 시스템을 제시했다”며 “충전 시간 단축에 따른 전기차 대중화를 앞당기는 데 큰 진전을 이루며 향후 에너지 저장 시스템(ESS), 드론, 우주 항공 산업 등 분야에서 리튬이온전지 고속 충전 기술이 실용화될 것으로 기대된다”고 전했다.</p>
          <p contents-hash="5c47ab9266784e133c2708db259bed5fe228e0860eab19606f8eed8b4a1d38fc" dmcf-pid="ZLyvtYhLDc" dmcf-ptype="general">KAIST 생명화학공학과의 최남순 교수, 송채은·한승희 연구원과 신소재공학과의 홍승범 교수, 최영우 연구원이 공동 제 1저자로 진행한 이번 연구는 '어드밴스드 머티리얼즈'에 3월 11일 게재됐다.</p>
          <p contents-hash="afed0931de3b8599850f22e6c9927151ab4540b9e06c0faef4ebd89275f3c13c" dmcf-pid="5oWTFGloDA" dmcf-ptype="general">한편 이번 연구는 한국산업기술기획평가원 전기차 고출력 배터리 및 충전시스템 기술 개발사업과 한국연구재단 나노·소재기술개발사업 지원을 받아 수행됐다.</p>
          <p contents-hash="ce3ca4163f3c33b2ac48e80529fe111f0f14592fac9f4a1931d7ec8e4ff5e758" dmcf-pid="1gYy3HSgsj" dmcf-ptype="general">김영준 기자 kyj85@etnews.com</p>
         </section> 
        </div> 
        <p class="" data-translation="true">Copyright © 전자신문. 무단전재 및 재배포 금지.</p>

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