리튬-황 전지의 전해질 '4분의 1'로 줄였다

기존전해액과 개발전해액의 리튬 용매화 껍질 구조 차이

[아시아경제 황준호 기자] 국내 연구진이 전해질을 4분의 1로 줄인 리튬-황 전지를 개발했다. 리튬 이온 전지보다 2~3배 가량 에너지 밀도가 높아, 차세대 전지로 불리고 있는 리튬- 황 전지를 상용화하는데 한걸음 다가섰다는 평가가 나온다.

한국과학기술원은 김희탁 생명화학공학과 교수의 연구팀이 리튬 나이트레이트 염과 같이 높은 전자공여(다른 화합물에 전자를 주는 성질) 능력이 있는 염을 활용해 리튬-황 전지의 전해질을 4분의 1로 줄이는데 성공해, 관련 연구 결과가 국제 학술지인 어드밴스드에너지 머티리얼즈에 실렸다고 25일 밝혔다.

연구팀은 리튬 염 물질을 교체해 리튬-황 전지의 한계를 극복했다. 연구팀은 리튬나이트레이트 염을 활용해 리튬-황 전지의 에너지 밀도는 높이면서 전해질은 4분의 1 수준으로 줄였다. 김희탁 교수는 "이번 연구는 황 양극과 리튬금속 음극의 성능을 동시에 높일 수 있는 전해액 설계원리를 제시했다는 점에서 의미가 크다"며 "차세대 전지 전해액 설계산업 전반에 걸쳐 넓게 응용되기를 기대한다"고 말했다.

리튬-황 전지는 리튬이온 전지보다 에너지 밀도가 2~3배 높아 휴대용 전자기기, 전기자동차 등에 활용할 차세대 전지로 불린다. 하지만 리튬-황 전지는 리튬이온전지와 달리 매우 높은 전해액 함량을 갖고 있다. 전지 무게의 40%에 달하는 과량의 전해질이 필요하고 이는 무게 증가로 이어져 상용화에 걸림돌로 작용했다.

(왼쪽부터)김희탁 교수, 정진관 박사과정

황준호 기자 rephwang@asiae.co.kr