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[IT뉴스]배터리 충전은 빠르게, 수명은 길게… 카이스트, 차세대 분리막 개발

온카뱅크관리자

2026-11-09 14:07:25

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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="VKUaBbQ9o9">
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="c78f37214495c284b3eae886e1b27722c437fb12944ed81f7240973aee648486" dmcf-pid="f27jK9MVaK" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="국내 연구진이 액정 고분자의 분자 배열을 조절해 리튬이온의 이동 경로를 개선하는 분리막 기술을 개발했다./카이스트" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202611/09/chosunbiz/20261109135935696womv.jpg" data-org-width="1536" dmcf-mid="2PxSJikLk2" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202611/09/chosunbiz/20261109135935696womv.jpg" width="658"></p>
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            국내 연구진이 액정 고분자의 분자 배열을 조절해 리튬이온의 이동 경로를 개선하는 분리막 기술을 개발했다./카이스트
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          <p contents-hash="51e5eb2835e23474dadd6232d72be6dc41160ea62b55ef5cc69f3e3abb5b5960" dmcf-pid="4VzA92Rfob" dmcf-ptype="general">국내 연구진이 배터리 내부에서 리튬이온이 빠르고 고르게 이동하도록 하는 분리막 기술을 개발했다. 빠른 충전과 방전을 100회 반복한 뒤에도 초기 용량의 94%를 유지해 차세대 배터리의 충전 성능과 수명을 개선할 가능성을 확인했다.</p>
          <p contents-hash="a5b22313c40affb43b3da27940cc9fc07e7adb70630dbe4de4ba0b272832a7f6" dmcf-pid="8fqc2Ve4NB" dmcf-ptype="general">윤동기·변혜령 카이스트 화학과 교수 공동 연구진은 액정 고분자의 분자 배열을 조절해 리튬이온의 이동 경로를 개선하는 분리막 기술을 개발했다고 9일 밝혔다. 연구 결과는 국제 학술지 ‘미 화학회(ACS) 나노(Nano)’에 지난 9월 게재됐다.</p>
          <p contents-hash="c1dcbce62083dd33089bc1f482b1cf475be1b787f60ff98da0ce36461a7a7b05" dmcf-pid="64BkVfd8kq" dmcf-ptype="general">리튬 금속 배터리는 리튬 금속을 음극으로 사용하는 차세대 배터리로, 기존 리튬이온 배터리보다 많은 에너지를 저장할 수 있다. 다만 충전 과정에서 리튬이 특정 부위에 쌓이는 문제가 있다.</p>
          <p contents-hash="27d3ec42b6ed8174f60381dc207a267eea35e5b84eac8b41f9d9a755225a101a" dmcf-pid="P8bEf4J6jz" dmcf-ptype="general">특히 리튬이 나뭇가지처럼 뾰족하게 자라는 ‘덴드라이트’ 현상이 발생하면 배터리 수명이 줄어들고 내부 합선이나 화재로 이어질 수 있다. 양극과 음극의 직접 접촉을 막는 분리막이 손상될 위험도 있다.</p>
          <p contents-hash="c667dfbf3c30777c479be65d80cd0de7fcac2274261743ceebb9251e9902cd9c" dmcf-pid="Q6KD48iPg7" dmcf-ptype="general">연구진은 이러한 문제를 해결하기 위해 리튬이온의 이동 경로를 조절하는 데 주목했다. 분자들이 일정한 방향으로 배열되는 액정 소재를 활용해 이온이 전극을 향해 곧게 이동하도록 설계한 것이다.</p>
          <p contents-hash="a4195c127da8615a0469bf2994407d7f5fca7acd0c44da6f46b61725856e6d23" dmcf-pid="xP9w86nQgu" dmcf-ptype="general">연구진은 ㎚(나노미터, 10억분의 1m) 크기의 미세한 구멍을 가진 액정 고분자 분리막을 제작하고, 리튬이온의 이동을 돕는 물질을 추가했다. 이후 분자 배열을 수직과 수평으로 달리해 이온 이동 특성을 비교했다.</p>
          <p contents-hash="2b970ebe0f8ea691a7a6b73c4f2962a997bdb85aee98702644176da99a5f81ee" dmcf-pid="yvsBlS5TaU" dmcf-ptype="general">그 결과 분자를 수직으로 배열한 분리막에서는 리튬이온이 전극 방향으로 이동할 수 있는 통로가 형성됐다. 수평 배열 분리막과 비교해 이온 이동 경로의 굴곡도가 약 2.5배 낮아졌다. 이동 경로가 단순해지면서 리튬이온이 더 빠르고 고르게 움직이고, 덴드라이트 형성도 줄어든 것으로 나타났다.</p>
          <p contents-hash="f617e1c1ad2393fb8980b68e6805f10f59447332bef879dd3e576f09f59b9e1a" dmcf-pid="WTObSv1yNp" dmcf-ptype="general">연구진은 개발한 분리막을 리튬 금속 배터리에 적용해 급속 충전 성능도 시험했다. 이론상 약 15분 만에 충전할 수 있는 조건인 ‘4C’에서 충전과 방전을 100회 반복한 결과, 초기 용량의 94%가 유지됐다. 다만 실제 충전 시간은 배터리 구조와 충전 방식 등에 따라 달라질 수 있다.</p>
          <p contents-hash="60dfa3d1473ae7b5ab6cfeb2ad8c6cd882d461d1081f39ea9b55a2eb24faec64" dmcf-pid="YyIKvTtWj0" dmcf-ptype="general">윤동기 교수는 “이번 연구는 액정 고분자의 분자 배열을 제어해 리튬이온의 이동 경로를 효율적으로 설계하고, 이를 통해 배터리의 성능과 안정성을 향상시킬 수 있음을 보여준 사례”라며 “향후 긴 주행거리와 빠른 급속 충전이 필수적인 고에너지 밀도 차세대 배터리 기술 개발에 기여할 것으로 기대한다”고 말했다.</p>
          <p contents-hash="1026fa77103481114fbb2670dcc6ad467b3ed0df2e985000ed6221dd9f9df688" dmcf-pid="GWC9TyFYg3" dmcf-ptype="general">참고 자료</p>
          <p contents-hash="2b7d0d61798b2f5058901e43ba2f808095a31c8b3f2bac2bf880012644a3a758" dmcf-pid="HXv4GHUZAF" dmcf-ptype="general">ACS Nano(2026), DOI: <a href="https://doi.org/10.1021/acsnano.6c09591" rel="" target="_blank" title="https://doi.org/10.1021/acsnano.6c09591">https://doi.org/10.1021/acsnano.6c09591</a></p>
          <p contents-hash="4156f5b6e7ba20d4c1d972e74d0e4782ca9db6ae5785c066ffc50287a61e54d0" dmcf-pid="XZT8HXu5gt" dmcf-ptype="general">- Copyright ⓒ 조선비즈 &amp; Chosun.com -</p>
         </section> 
        </div> 
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