전고체 배터리 상용화를 위한 고찰 및 도전 전략 제안

자연과학대학 화학과 이재범 교수팀이 최근 주목받고 있는 전고체 배터리의 연구 현황을 고찰하고, 상용화를 위한 도전적 직면과 해결책에 대한 학문적 제안을 리뷰 형식으로 발표했다. 

이번 리뷰 논문은 ‘Nano-Micro Letters’(IF: 26.6, 상위 2.8%)에 4월 15일 온라인으로 출간됐으며, 소재화학연구소 B. B. Gicha 연구교수가 제1저자로, 이재범 교수가 교신저자로 참여했다.

※ 논문 제목: Advances in All-Solid-State Lithium-Sulfur Batteries for Commercialization

현재 차세대 에너지 저장 기술로 인정받는 ‘전고체 배터리’는 꿈의 배터리로 불리는 가운데 세계 각국의 연구자들은 전고체 배터리 상용화 연구에 박차를 가하고 있다.

이 교수팀은 이번 리뷰 논문에서 리튬-황 가역 산화/환원 공정을 기반으로 하는 ‘전고체 리튬-황 배터리(ASSLSB)’를 주목했다. 연구팀은 ASSLSB가 뛰어난 에너지 밀도, 연장된 작동 수명, 강화된 안전 특성 덕분에 기존 리튬 이온 배터리(LIB)를 대체할 에너지 저장 시스템으로서 엄청난 잠재력을 가졌다고 평가했다.

또, 이 교수팀은 LIB에서 ASSLSB로의 전환 근거를 심층 분석하고, 관련된 기본 과학원리를 탐구함으로써 상업 부문 부진과 같이 ASSLSB가 직면한 주요 과제를 해결하고, 연구 개발 촉진과 상용화를 동시에 이룰 수 있는 전략을 제시했다.

이재범 교수는 “향후 전고체 배터리 연구는 비활성 물질의 제거, 최적화된 전극 채택, 계면 저항 최소화, 확장 가능한 제조 방식 등을 설계함으로써 ASSLSB의 상용화를 촉진하는 데 우선순위를 둬야 한다”고 강조했다.

한편, 이번 연구는 한국연구재단 기초연구실(BRL) 과제, Brain Pool 과제, 산업자원부 나노융합혁신제품기술개발 사업의 지원을 받아 진행됐다.

□ 논문 링크: https://doi.org/10.1007/s40820-024-01385-6