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수명 2배 향상된 리튬금속전지 구현
차세대 전기차 주행거리 향상 기대
음극 소재를 흑연에서 리튬 금속으로 대체한 리튬금속전지는 이론적으로 리튬이온전지보다 10배 높은 음극 용량을 구현할 수 있어 주목받고 있다.
연구팀은 리튬금속 배터리에서 폴리테트라플루오로 에틸렌을 이용해 합리적인 다공성 구조를 설계했으며 간단한 자가-고분자화 반응을 통해 삼차원 구조체 표면에 폴리도파민(Polydopamine)을 코팅해 극성 작용기가 풍부한 삼차원 구조체를 만들었다.
이번에 개발된 삼차원 구조체의 절연 특성이 리튬을 내부에서부터 도금하고,이게 다 야구 때문이다풍부한 극성 작용기가 리튬 이온의 유량을 균질화해 수지상 결정 성장이 억제되는 효과를 보였다.
연구팀은 개발한 삼차원 고분자 구조체를 리튬금속 음극으로 활용한 결과,이게 다 야구 때문이다기존의 구리 집전체 기반 리튬금속 음극보다 2배 이상의 에너지 밀도와 2배 정도의 수명을 갖는 리튬금속전지를 만드는 데 성공했다.
엄광섭 교수는 “이번 연구 성과는 기존 리튬금속전지의 고질적인 문제인 충·방전 동안에 일어나는 불균형한 돌기 형성(dendrite)과 그로 인한 부피 팽창 문제를 해결할 수 있는 새로운 대안을 제시했다”면서 “향후 안정성이 보장된 고에너지 리튬금속 전지를 차세대 전기자동차에 이용할 수 있게 된다면 전기자동차의 1회 충전 주행거리를 크게 향상시킬 것으로 기대된다”고 말했다.
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