▲ 이상영 교수(울산과학기술대학교, 사진 오른쪽)가 개발된 분리막을 살펴보고 있다.

로봇 계의 최대 난제 중 하나는 배터리다. 국내 연구진이 기존 리튬이차전지 성능을 3배 이상 향상시키고 안정성을 크게 개선할 수 있는 분리막 소재 원천 기술을 개발해 이에 대한 해결책을 제시했다.

미래창조과학부는 울산과학기술대학교(UNIST) 이상영 교수팀과 LG화학 배터리연구소 김종훈 박사팀의 협업을 통해 오팔 보석 구조와 정반대 형태의 역(inverse) 오팔 구조를 갖는 신개념 분리막을 개발했다고 24일 밝혔다.

개발된 역 오팔 분리막은 150℃ 고온에서도 전혀 열 수축이 발생하지 않는다. 리튬 이차전지에 적용한 결과 기존 전지보다 3배 이상 출력이 높았고 충전 속도와 수명이 2배이상 향상되었다. 전지 폭발 및 발화 위험성도 크게 감소됐다.

분리막 소재로 주로 사용되는 폴리에틸렌과 폴리프로필렌은 낮은 기공도와 불균일한 구조로 돼 있어 전기차 배터리와 같은 차세대 전지에서 요구되는 고출력, 고속충전 등의 특성을 확보하기 어려웠다. 또 전지 온도 상승 시 분리막 열 수축에 의해 양극과 음극이 맞닿아 폭발할 위험도 있었다.

미래부 박재문 연구개발정책실장은 "이번 연구성과가 상용화 되면 기존 소형 전지뿐 아니라 전기자동차 및 스마트 그리드용 중대형 전지의 성능과 안전성을 한 차원 향상할 수 있을 것“이라고 말했다.

한편 이번 연구는 미래부 ‘기후변화대응 기술개발사업’ 지원을 받아 수행됐고 미국화학회(ACS)에서 발행하는 화학·재료과학분야 국제학술지 ‘나노레터스’ 온라인판에 소개됐다.