무음극 배터리 수명 저하 막는 신기술 나왔다… 한양대–삼성SDI 공동개발

한양대학교 화학공학과 김동원 교수 연구팀은 삼성SDI와 협력하여, 무음극 리튬금속전지의 수명과 구조적 안정성을 개선하는 새로운 기술을 개발하였습니다. 이전에는 무음극 리튬금속전지에서 전극의 부피 변화와 구조적 불안정성으로 인해 수명이 빠르게 저하되는 문제가 있었습니다. 이를 해결하기 위해, 연구팀은 NBR, PAN, 및 Li–SiO₂ 나노입자를 결합한 전기방사 나노섬유 중간층을 개발하였습니다. 탄성 있는 NBR/PAN 섬유는 전극의 부피 변화를 흡수하여 구조적 안정성을 높이고, PAN의 니트릴기는 리튬 이온의 흐름을 균일하게 조절합니다. Li–SiO₂ 나노입자는 리튬 이온의 분포를 조절하면서 나노섬유 구조를 기계적으로 보강합니다. 이러한 중간층은 리튬 이온의 이동을 균일하게 조절하고 충·방전 과정에서 발생하는 기계적 응력을 완화하는 두 가지 기능을 수행합니다. 연구팀은 이를 통해 무음극 리튬금속전지의 상용화를 가능하게 하는 높은 에너지 밀도와 안정적인 충·방전 성능을 실현할 수 있는 기술을 제시하였습니다.