차세대 장거리 주행 배터리에 가스가 차는 문제의 해법이 나왔다.
이현욱 UNIST 에너지화학공학과 교수팀은 배터리 양극 신소재인 과리튬 소재의 산소 발생 원인을 규명하고 이를 해결할 소재 설계 원리를 제시했다.
과리튬소재는 이론적으로 4.5V 이상의 고압 충전을 통해 배터리에 기존보다 30%~ 70% 더 많은 에너지를 저장할 수 있는 소재다. 전기차 주행거리로 따지면 한 번 충전으로 최대 1000km를 갈 수 있는 셈이다.
하지만 이 소재는 실제 고압 충전 과정에서 소재 내부에 잡혀 있던 산소(O-2)가 산화돼 기체 형태(O2)로 방출되면서 폭발 위험이 커지는 문제가 있다.
연구팀은 4.25V 부근에서 산소가 산화되면서 부분적인 구조적 변형이 발생해 산소 가스가 방출된다고 분석하고 이 산소의 산화를 원천적으로 막는 전극 소재 설계 방식을 제안했다. 과리튬소재의 전이금속 일부를 전기음성도가 더 낮은 전이금속 원소로 치환하는 전략이다.
