[관련동향] 빛을 이용한 전고체배터리 안정성 증진 효과

[관련동향] 빛을 이용한 전고체배터리 안정성 증진 효과

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안녕하세요.

We Make Your Idea Possible! 일신오토클레이브입니다.

 

요즘은 휴대폰 배터리🔋가 빨리 닳기만 해도 하루가 괜히 불편하게 느껴지곤 합니다. 집에서는 무선청소기, 밖에서는 스마트폰과 무선이어폰, 도로 위에서는 전기차까지 이제 배터리는 우리 일상 곳곳에서 너무나 자연스럽게 쓰이고 있죠. 그만큼 사람들의 관심도 “얼마나 오래 쓰느냐”를 넘어 “얼마나 안전하고 안정적으로 쓸 수 있느냐”로 넓어지고 있습니다.

 

특히 최근에는 더 안전하고 더 오래 쓸 수 있는 차세대 배터리 기술로 ‘전고체 배터리’가 주목받고 있는데요. 아직 해결해야 할 과제가 남아있지만 관련 기술 하나하나가 산업계의 큰 관심을 받고 있습니다. 이번에는 국내 연구진이 빛을 활용해 전고체 배터리 핵심 소재의 안정성을 높이는 기술을 개발했다는 소식이 전해졌는데요, 어떤 내용인지 함께 살펴볼까요?😃

 

 

 

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전고체전지는 화재 위험이 있는 액체 전해질을 고체로 바꿔 안전성을 높인 차세대 배터리다. 에너지 저장 용량을 키우려면 니켈 함량이 높은 양극재가 필수지만 충방전을 반복하면 양극 구조가 무너지거나 고체 전해질과 반응해 성능이 급격히 떨어진다. 성능 저하를 막기 위해 양극 표면에 보호막을 입히는 코팅 기술이 쓰이지만 별도의 재료와 긴 공정 시간이 필요해 대량 생산이 어렵다.

 

연구팀은 제논 램프에서 나오는 강한 빛을 1000분의 수 초 동안 쏘는 '광소결' 공정을 도입했다. 제논 램프는 카메라 플래시에도 쓰이는 장치로 매우 강하고 밝은 빛을 순간적으로 낸다. 제논 램프의 빛을 양극 소재에 쏘면 표면만 약 900℃ 이상으로 순간 가열되는 반면 내부는 63℃ 수준에 머물러 내부 구조는 그대로 유지하면서 표면에만 약 5~6나노미터(nm, 10억분의 1미터) 두께의 보호층이 저절로 만들어진다.

 

 

 

 

보호층은 두 가지 역할을 동시에 한다. 양극과 고체 전해질이 직접 닿아 원치 않는 화학 반응을 일으키는 것을 막는 방패 역할과 충방전 과정에서 양극 구조가 무너지지 않도록 받쳐주는 지지대 역할이다. 별도의 코팅 재료 없이 양극 소재 자체에서 보호층이 만들어지기 때문에 공정이 단순하고 대량 생산에도 유리하다.

 

성능 평가 결과 효과는 뚜렷했다. 기존 양극 소재는 100회 충방전 후 처음 저장 용량의 55%만 남았지만 광소결 처리를 거친 소재는 81%를 유지했다. 배터리에 더 큰 부하를 거는 고전압 조건에서도 기존 소재가 40%에 그친 반면 처리 소재는 78%를 기록해 약 두 배 가까운 안정성을 보였다.

 

 

 

 

※ 기사출처: https://www.dongascience.com/ko/news/77149

수 밀리초 빛 한 번으로 전고체 배터리 수명 크게 늘려

 

 

 

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이번 연구는 아주 짧은 빛 처리만으로 전고체 배터리용 고니켈 양극의 표면 안정성을 높이고, 충방전을 반복하는 과정에서 나타나는 성능 저하를 줄일 수 있다는 점을 보여줬습니다. 특히 별도의 코팅 재료 없이도 보호층이 형성된다는 점, 그리고 공정이 단순해 대량 생산 측면에서도 가능성을 보여줬다는 점에서 의미가 큽니다. 전고체 배터리 상용화를 앞당길 수 있는 하나의 실마리를 제시했다는 점에서도 주목할 만한 성과라고 할 수 있습니다.

 

 

배터리 산업은 지금 이 순간에도 더 안전하게, 더 오래 사용할 수 있고, 더 효율적으로 생산할 수 있는 방향으로 빠르게 발전하고 있습니다. 이처럼 배터리 기술이 한 단계씩 진화할수록 관련 산업과 함께 움직이는 기업들의 역할도 더욱 중요해지고 있습니다. 특히 생산 현장에서 요구되는 정밀도와 효율, 안정성을 뒷받침하는 장비 기술은 앞으로도 배터리 산업 발전의 중요한 기반이 될 것입니다.

 

저희 일신오토클레이브도 전고체 배터리 생산공정에 쓰일 수 있는 정수압 프레스, 초고압 분산기 등을 제작하는 장비 기업으로써 기술의 발전을 돕고 같이 나아갈 수 있도록 꾸준히 노력하겠습니다.🫡

 

 

 

 

 

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