[디지털머니=최성필 기자] 앞으로 성능 및 안전성을 모두 갖춘 전기차용 차세대 배터리 설계 가이드라인이 제시될 수 있을 전망이다.

한국과학기술연구원(KIST)은 전기자동차를 급가동하는 등 고출력 사용시에 배터리 성능이 저하되는 원인을 찾았다고 4일 밝혔다.

KIST 에너지저장연구단 장원영 박사와 전북분원 탄소융합소재연구센터 김승민 박사 연구팀이 공동연구를 진행해 성과를 거뒀다.

급가속 등 빠른 속도의 방전 현상은 양극(+)으로 전달되는 리튬이온의 양을 제한하며 이 결과로 불완전하게 회복된 전극 물질의 내부 변형이 결국 전지 용량 감소와 수명 단축의 요인임을 밝혔다. 특히 고용량 사용을 위해 고전압으로 충·방전을 하게 되면 전극 구조의 불안정성은 더욱 높아짐을 확인했다.

연구진은 이러한 성능저하 메커니즘 규명은 성능 및 안전성을 모두 갖춘 전기차용 차세대 배터리 양극 소재 설계 인자 가이드라인을 제시할 수 있을 것으로 보고 있다.

KIST 공동연구팀은 리튬이온전지의 급속 충·방전 등 전기차의 다양한 주행환경에서 작동 오류 및 안전사고를 초래할 수 있는 전극 소재의 변형을 분석했다. 연구진은 다양한 투과전자현미경 분석기법을 활용해 각각 마이크로·나노 스케일에서 전극 구조를 관찰·분석했다.

연구진은 성능 저하로 이어지는 전극 내부구조에서 일어나는 미세한 초기변화를 다양한 범위에서 한눈에 확인할 수 있는 전지 소재의 성능 저하 분석 플랫폼을 확립했고, 전지 소재의 성능 저하 메커니즘을 규명했다.

본 연구결과는 화학 분야 국제학술지 '앙게반테 케미' 최신호 표지 논문으로 게재될 예정이다.

디지털머니 최성필 기자 nava01@hanmail.net 최성필 기자의 기사 더보기

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