‘휘는(Flexible·플렉시블) 디스플레이’에 응용될 수 있는 리튬이차전지 원천기술을 국내 연구진이 개발했다. 손목에 차는 스마트폰, 입는 컴퓨터, 두루마기 전자 종이 등 다양한 분야에 응용될 전망이다.
울산과학기술대(UNIST) 이상영 교수팀과 LG화학 배터리연구소 김제영 연구팀은 얇고 자유자재로 변형이 가능하면서도 안정성은 강화된 플라스틱 크리스탈 고분자 전해질을 플렉서블 리튬이차전지에 적용하는 데 성공했다고 20일 밝혔다.
이번에 연구팀이 개발한 플라스틱 크리스탈 고분자 전해질을 이용한 리튬이차전지는 전지가 심하게 구겨지거나 전화선처럼 말린 상태에서도 발열이나 폭발없이 안전하고 정상적으로 사용할 수 있다.
기존 리튬이차전지는 액체전해질과 분리막으로 이뤄져 심하게 변형시킬 경우 분리막이 녹아 폭발할 위험이 있었다.
이에 따라 연구팀은 플라스팀 크리스탈 기반 유기 전해질을 가교반응이 가능한 단량체와 혼합해 다공성 고분자 지지체에 채워 넣은 후, 자외선에 30초 이내로 노출시키는 간단한 공정으로 내열성과 유연성이 획기적으로 향상된 플라스틱 크리스탈 고분자 전해질을 개발했다.
특히 이번에 개발된 플라스틱 크리스탈 고분자 전해질은 액체전해질 수준의 성능을 유지하면서도 섭씨 80도에서 이온전도도가 저하되지 않는 내열성을 보인다.
또한 기존 고분자 전해질에 비해 두께가 약 10배 정도 얇아졌으며, 유연성은 30배 이상 향상됐다.
이상영 UNIST 교수는 “이번 연구를 통해 플렉서블 전지의 상업화를 앞당길 수 있는 기술적 토대를 마련했다”며 “리튬이차전지 이외에도 다양한 차세대 전지에 확대 적용될 수 있는 고분자전해질 원천 소재 기술을 확보했다”고 말했다.
이번 연구 결과는 재료분야의 세계적인 권위지인 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼스’(Advanced Functional Materials) 최신호 후면 표지논문으로 선정됐다.
(서울=뉴스1) 지봉철 기자
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