과학기술청(DST) 과학자, 비용 효과적인 고체상태 전지(solid-state battery) 개발 진행

2022-07-13

인도 과학자들은 고체 상태의 리튬 금속 배터리에서 빠른 충전-방전 비율(charge-discharge rate)을 가능하게 하는 혁신적인 인터페이스 엔지니어링 접근법을 개발했다. 과학기술부(Ministry of Science & Technology, MST)에 따르면, 텅스텐(Tungsten)과 같은 나노스코픽(nanoscopic) 내화 금속층이 전기 이동성(electrical mobility)을 이용하여 전지의 성능을 향상시킬 수 있다는 것을 발견했다.

기존의 리튬 이온 전지(Li-ion battery)는 전해판(graphite anode), 액체 전해액(liquid electrolyte), 전이원소 양극(transition metal cathode)을 사용하고 있다. 그러나, 액체 전해액(liquid electrolyte)은 인화성이 있어 고온에서 전지 수명이 단축되고, 극단적인 경우에는 화재를 일으킬 수 있다. 정통 리튬 이온 전지(Li-ion battery)의 액체 전해액(liquid electrolyte)을 세라믹 고체 전해질(Ceramic Solid Electrolyte)로 교체하고, 동시에 전해판(graphite anode)을 금속 리튬 음극(metallic lithium anode)으로 교체하면 한 번 충전을 해도 오래 지속되는, 보다 안전한 리튬 이온 전지(Li-ion battery)를 생산 할 수 있을 것이라고 과학기술부(MST)는 전했다.

연구진은 리튬 음극(metallic lithium anode)과 고체 전해질(solid electrolyte) 사이 내화금속의 초박막을 실험하였다. 텅스텐(Tungsten)이 리튬에 대한 용해도가 낮아, 리튬의 공공 운동(vacancy motion)을 방해하여 빈 공간(Void)이 많이 생기는 것을 지연시키는 이상적인 물질이라는 점에 주목했다. 연구진들은 이 기술을 바탕으로 기존 리튬 이온 셀과 비슷하거나 더 낮은 비용으로 1시간 내에 충전이 완료되고, 45℃ 이상의 고온을 견디어 내는 최대 1000 사이클(cycles) 이상이 가능한 완전 고체 상태의 전지(full solid-state cell)를 개발하고 있다.

Source : https://government.economictimes.indiatimes.com/news/technology/dst-scientists-get-breakthrough-in-developing-solid-state-batteries-that-charge-faster-and-cost-cheaper/92465152