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1회 충전에 900km 달리는 전기차 나온다…가솔린차 주행거리 압도

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LG에너지솔루션과 카이스트(KAIST) 공동 연구팀이 차세대 배터리로 주목받고 있는 ‘리튬메탈전지’의 성능을 획기적으로 늘리는 기술 개발에 성공했다.


7일 업계에 따르면 LG에너지솔루션과 카이스트 공동연구팀은 현재 배터리 시장에서 주로 사용되는 리튬이온전지 대비 주행거리는 약 50% 더 늘리고, 충·방전 효율을 대폭 개선해 1회 충전에 900km 주행, 400회 이상 재충전까지 기대할 수 있는 신기술 개발에 성공했다.


이같은 1회 충전당 주행거리는 기존 전기차는 물론이고 일반 가솔린 차량까지 압도하는 것이다. 보통 중형기준 가솔린 차량의 경우, 1회 주유로 600km 안팎까지 주행이 가능하다.


이번 리튬메탈전지 원천 기술개발에 성공한 연구내용은 과학 학술지 ‘네이처 에너지(Nature Energy)’에 게재됐다.


리튬메탈전지는 기존 흑연계 음극재를 리튬메탈로 대체하면서 기존 리튬이온전지보다 음극재의 무게와 부피를 크게 줄일 수 있는 것이 특징이다. 이를 통해 에너지 밀도와 주행거리를 대폭 향상시킬 수 있어 대표적 차세대 배터리 중 하나로 꼽힌다.


기존 리튬메탈전지는 음극 표면에 리튬 결정체가 쌓이고, 액체 전해액에 의해 지속적으로 부식이 발생하는 단점이 있었다. 액체 전해액은 전지 내부에서 양극과 음극 사이를 오가며 리튬 이온이 전달될 수 있도록 하는 역할을 한다.


공동연구팀은 세계 최초로 ‘붕산염-피란(borate-pyran) 기반 액체 전해액’을 적용해, 충방전시 리튬메탈 음극 표면에 형성되는 수 나노미터(㎚, 10억분의 1m) 두께의 고체 전해질 층(SEI)을 치밀한 구조로 재구성해 전해액과 리튬메탈 음극간 부식 반응을 차단하는 기술을 만들어냈다.


이번 기술은 흑연 소재 사용을 줄일 수 있다는 점에서 중국 의존도가 높은 흑연 공급망 리스크도 줄일 수 있을 것으로 기대를 모은다.


정근창 LG에너지솔루션 미래기술센터장 부사장은 “액체 전해액을 사용하는 리튬메탈전지의 대표적인 난제를 해결해 상용화에 한 걸음 더 다가설 수 있게 됐다”고 말했다.......


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