DGIST 이호춘 교수 연구팀유기-결정성 고체 전해질 기술 개발

대구경북과학기술원(DGIST)은 에너지공학과 이호춘 교수 연구팀이 고전압 및 고에너지 밀도 포타슘 배터리에 적용 가능한 설폰 화합물 기반의 유기-결정성 고체 전해질 기술을 개발했다고 12일 밝혔다.

이 교수 연구팀이 이번에 개발한 포타슘 배터리 전고체 전해질 기술은 기존의 카보네이트 전해질이 갖는 단점을 극복한 고체 전해질 기술로 평가받는다.

디메틸설폰(Dimethyl sulfone)을 포함하는 설폰 화합물 기반의 유기-결정성 고체 전해질(Sulfone-based crystalline organic electrolyte, SCOE)은 높은 전류(0.7 mS/cm)를 흐르게 하면서, 우수한 전기화학 안정성(5.8 V vs. K+/K)을 갖고 있으며, 불에 잘 타지 않는 난연성을 확보했다.

뿐만 아니라, 고체전해질을 높은 온도로 가열해 녹인 뒤 양극 활물질에 붓는 과정인 용융주조공정(Melt-casting process)을 통해 고체전해질과 양극 활물질 간의 치밀한 계면 접촉을 형성할 수 있었다.

칼륨 이온 전지용 양극활물질 중에 하나인 KVPO4F 양극재를 포함한 5V 고전압 배터리에 SCOE 설폰 화합물 기반의 유기-결정성 고체 전해질(Sulfone-based crystalline organic electrolyte, SCOE)을 전해질로 사용한 결과, 100회 이상 성공적으로 충방전 됐으며, 높은 용량 유지율(88.8％)과 쿨롱효율(99.6％)을 보였다. /김재욱기자