“와, 사기치는 줄” 앞으로 전기차에도 첨가제 넣는 시대 온다!

리튬인산철 배터리의 혁신
전해질 첨가제로 배터리 수명 증대
KAIST 연구, 전기차 기술 진보에 기여

카이스트 연구팀
배터리 수명 늘리는 첨가제 개발

KAIST 연구팀은 리튬인산철 양극의 낮은 전자전도도를 개선할 수 있는 새로운 전해질 첨가제를 개발했다고 발표했다. 이 첨가제는 양극의 계면층을 보호하고 전자전도도를 높임으로써 향상된 배터리 수명과 성능을 제공한다.

리튬인산철은 고에너지 밀도를 가능하게 하지만 낮은 전자전도도로 인해 계면층 형성에 어려움이 있었다. 이번 개발은 전기차에서 요구하는 긴 수명과 고성능을 실현할 수 있는 기술적 진보를 의미한다.

KAIST 최남순 교수팀에 따르면, 새로 개발된 전해질 첨가제는 리튬인산철 양극과 흑연 음극을 사용한 리튬이온 배터리의 수명을 연장시키는 데 기여한다.

배터리 수명연장, 경제성도 기대

특히, 이 첨가제는 고온 및 상온에서의 실험을 통해 45도에서 500회, 25도에서 1,000회 충·방전 후에도 각각 초기 용량의 80.8%, 73.3%를 유지할 수 있음을 확인했다. 이는 기존 전해질 대비 용량 유지율에서 큰 향상을 보인다.

통상적으로 전기차 배터리 수명은 평균 10년 전후인데, 첨가제 사용 시 최대 2년 가량 수명 연장을 기대할 수 있다. 심지어 리튬인산철의 전자전도도가 증가하면서 고속 충전 기술도 적용 할 여지가 생긴다. 이런 점은 배터리 가격 인하와 성능 개선, 안정성 여러 측면에 있어 큰 도움이 될 전망이다.

연구팀, 활용 가치 높다며 기대감 감추지 않아

카이스트 연구팀이 개발한 전해질 첨가제는 흑연 음극을 보호함과 동시에 발열에 따른 배터리 열화 현상을 예방하는데 도움이 되는 것으로 알려졌다. 

특히 모듈 단계를 생략하고 리튬인산철 배터리 셀 만으로 팩을 구성하는 ‘셀 투 팩’ 구성에 유리해, 배터리 충·방전 횟수 증가에 따른 급격한 용량 감소 문제를 해결할 기술로 평가받고 있다.

참고로 이번 연구는 현대자동차의 지원으로 이루어 졌는데, 전기차 개발에 대한 현대차의 개발 방향성을 짐작해볼 수 있는 소식이기도 하다. 고가의 전기차를 내연기관차 수준으로 내리는 데 심혈을 기울이고 있는 현대차, 과연 카이스트 연구팀의 성과가 양산차에 적용될 날이 올지 좀 더 지켜볼 필요가 있겠다.