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가천대학교 화공생명·배터리공학부 최정현교수 연구팀이 탄소중립형 차세대 건식 극판 기술을 활용해 에너지밀도가 높은 리튬 인산철 배터리 개발에 성공했다.

한양대학교 송태섭 교수 연구팀, 경북대학교 김주현 교수 연구팀이 공동으로 연구했다.

이번 연구결과는 차세대 건식 극판 공정 기술을 도입해, 저렴하고 안정성은 높지만 낮은 에너지 밀도와 높은 이온 및 전하전달 저항의 문제를 갖고 있는 리튬인산철 전지의 단점을 극복했다는데 의미가 있다.

탄소 중립 달성을 위한 적극적인 환경규제와 친환경에너지 사용이 증가하면서 리튬 이온 전지가 에너지 저장 장치로서 각광받고 있으나, 현재 상용화된 배터리 전극의 경우 슬러리 기반의 습식 공정으로 극판을 제조할 때 용매를 건조하고 회수하는 과정에서 상당한 에너지와 비용이 발생한다.

건식공정은 용매를 사용하지 않기 때문에 극판 제조 공정 중 건조 공정이 필요 없게 되며, 건조와 용매 회수에 투입되던 공정 비용을 크게 절감할 수 있고 용매의 건조 과정에서 모세관 현상에 의해 발생하는 극판 상부로의 바인더 편재 현상을 막을 수 있어 전극의 후막화도 용이한 장점이 있다.

이번 연구는 이러한 장점을 갖고 있는 건식공정을 리튬인산철 양극 제작에 도입해 리튬 이차 전지의 에너지 밀도를 대폭 향상시키는데 성공한 것이다.

이 연구는 논문명 ‘건식 전극 기술로 제조된 고에너지밀도 리튬이온 배터리용 저저항 리튬인산철 후막 전극’으로 재료화학 분야 세계 최고 수준의 학술지인 ‘Small Science (IF: 12.7)’ 5월호에 게재, 표지 논문으로 선정됐다.