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[IT뉴스]“배터리 음극 없앴더니” 전기차 주행거리 2배↑…한번 충전, 서울~부산 왕복

온카뱅크관리자

2025-12-17 14:47:32

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div>  <strong class="summary_view" data-translation="true">- POSTECH·KAIST·경상대, 세계 최고 수준 에너지밀도 구현</strong> 
        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="1PKWaCx2tO">
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="99e3a8f8235a3864d9320dd946e1d12e1875cdb70844e717dd346b3de7e585b7" dmcf-pid="tQ9YNhMVZs" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="전기차.[게티미이지뱅크]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202512/17/ned/20251217144304762bhxf.jpg" data-org-width="1280" dmcf-mid="51mM3fyO1I" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202512/17/ned/20251217144304762bhxf.jpg" width="658"></p>
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            전기차.[게티미이지뱅크]
           </figcaption>
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          <p contents-hash="654ffb49991c9a682799d1124a09d83e2be4ca2402eb232e51f97840db744b7c" dmcf-pid="Fx2GjlRfXm" dmcf-ptype="general">[헤럴드경제=구본혁 기자] 서울에서 부산까지 한 번 충전으로 왕복할 수 있을까? 겨울에도 배터리 걱정 없이 전기차를 탈 수 있을까? 국내 연구진이 음극을 없앤 배터리 기술로 이 질문에 답을 내놓았다. 같은 크기의 배터리로 두 배 더 달릴 수 있는 기술이다.</p>
          <p contents-hash="ee308045bae27583bff18f02d564c86f6d332e2f7b97db5e73273de99c62bc73" dmcf-pid="3wa9WumjZr" dmcf-ptype="general">POSTECH(포항공과대학교) 화학과 박수진 교수·한동엽 박사, KAIST(한국과학기술원) 생명화학공학과 최남순 교수·김세훈 박사(現 한국전자통신연구원), 경상국립대 재료공학과 이태경 교수·손준수 연구원 공동 연구팀이 최근 ‘무음극(anode-free) 리튬금속전지’에서 부피 에너지 밀도 1,270Wh/L(와트시/리터)를 구현하는 데 성공했다. 이는 현재 전기차에 쓰이는 리튬이온전지(약 650Wh/L) 약 두 배 수준이다.</p>
          <p contents-hash="2bd4ef9a553e1a6172cb1d2fa5130273c9c6e320a708dfcb42232f1022dccb39" dmcf-pid="0rN2Y7sAtw" dmcf-ptype="general">‘무음극 리튬금속전지’는 말 그대로 음극이 없다. 대신 충전할 때 양극에 있던 리튬이 이동해 구리판 위에 직접 쌓인다. 불필요한 부품을 덜어낸 만큼, 배터리 내부 공간을 에너지 저장에 더 많이 쓸 수 있다. 같은 크기의 연료탱크에 더 많은 연료를 담는 셈이다. 문제는 안전성과 수명이다. 리튬이 고르게 쌓이지 않으면 덴드라이트(바늘처럼 뾰족한 결정)가 자라 폭발 위험이 있다. 충전과 방전을 반복할수록 표면이 갈라지며 수명도 급격히 줄어들었다.</p>
          <p contents-hash="9d997c3de9ef5d1920f94b3d97120aa73750a090b13af2c1e0be7a0491d5051b" dmcf-pid="pmjVGzOcYD" dmcf-ptype="general">연구팀은 이를 해결하기 위해 ‘리튬 호스트(Reversible Host, RH)’와 ‘설계형 전해질(Designed Electrolyte, DEL)’을 함께 사용하는 전략을 택했다. ‘리튬 호스트’는 고분자 틀 안에 은(Ag) 나노입자를 고르게 배치해 리튬이 아무 데나 쌓이지 않고 정해진 자리로 모이도록 유도한다. 리튬이 질서 있게 자리 잡을 수 있는 ‘리튬 전용 주차장’을 만든 셈이다.</p>
          <p contents-hash="972c1b358859e89b5ec3fb0fb7f3a2b0fbd1e8040ce425557a4dd73f139a0ea2" dmcf-pid="UsAfHqIk5E" dmcf-ptype="general">여기에 ‘설계형 전해질’을 더했다. 전해질은 배터리 안에서 리튬이 이동하는 통로 역할을 하는 액체로 연구팀이 설계한 전해질은 리튬과 반응해 Li₂O, Li₃N로 이뤄진 얇고 단단한 보호막을 형성한다. 이 보호막은 피부에 밴드를 붙인 것처럼 리튬 표면을 감싸, 덴드라이트 성장을 막으면서 리튬 이동 통로는 열어 둔다.</p>
          <p contents-hash="07f54c18c44702f33efb3f4b9ee694ff99bdcb4fabf66652a83ecf80ad0c6815" dmcf-pid="uOc4XBCEYk" dmcf-ptype="general">이 둘을 결합한 RH-DEL 시스템은 높은 용량(4.6mAh/㎠)과 전류 밀도(2.3mA/㎠) 조건에서 100회 충·방전 후에도 초기 용량의 81.9%를 유지했고, 평균 99.6%의 높은 에너지 효율을 기록했다. 이러한 안정적인 성능을 바탕으로 연구팀은 무음극 리튬금속전지에서 부피 에너지 밀도 1270Wh/L를 구현하는 데 성공했다.</p>
          <p contents-hash="74f886ccb1d1871127ac638dbb2e4ef9998384d26aa63c1469a3c814ff3b6b1d" dmcf-pid="7Ik8ZbhDYc" dmcf-ptype="general">특히 이번 성과는 실험실용 작은 전지가 아니라, 파우치형 전지에서도 검증됐다. 전해액을 최소한만 사용(E/C=2.5 g/Ah)하고, 배터리를 꽉 누르지 않은 낮은 압력 조건(20kPa)에서도 안정적으로 작동했다. 이는 실제 차량에 적용할 경우 무게와 부피를 줄이면서도 제조 부담을 낮출 수 있다는 의미로, 상용화 가능성을 한층 높였다는 평가다.</p>
          <p contents-hash="3a59788d899f1b0114f5af99d59062ec10659b0d8131b6c80b50fcc2065ae4cc" dmcf-pid="zCE65KlwGA" dmcf-ptype="general">박수진 교수는 “음극이 없는 리튬금속전지에서 전성과 수명 문제를 동시에 해결한 의미 있는 성과”라고 연구의 의의를 전했다.</p>
          <p contents-hash="52aefb3f0995778ce1e5ba42fe1084f0ca1cc28b517834797c111a9efdecd07b" dmcf-pid="qhDP19SrHj" dmcf-ptype="general">이번 연구성과는 국제학술지 ‘어드밴스드 머터리얼즈(Advanced Materials)’에 게재됐다.</p>
         </section> 
        </div> 
        <p class="" data-translation="true">Copyright © 헤럴드경제. 무단전재 및 재배포 금지.</p>

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