음극 코팅기술을 통한 배터리 수명개선

음극표면 안정화 기술을 통한 덴드라이트 결정 문제 해결

 

최근 정부의 그린 뉴딜정책으로 친환경 재생에너지를 통한 전환이 빠르게 진행되고 있습니다.

리뉴얼 에너지의 상용화에 가장 필요한 부분이 잉여전력을 확보할 수 있는 에너지 저장장치 ESS 존재입니다.

ESS를 통해 재생에너지의 간헐성 문제를 해결 할  수 있기 때문입니다.

하지만 최근 까지 붉어진 리튬 이온 배터리에 화재 위험성으로 안정적인 배터리의 개발에 대한 관심이 증가하고 있습니다. 

최근 생기원에서는 수계 아연 이차전지의 음극 표면을 안정화하는 기술을 개발했다고 밝혔습니다.
수계 아연 이차전지는 물을 기반으로 하는 전해질을 사용함으로써 발화에 위험이 없고 안정성이 높아 리튬이온 전지의 대안으로 주목받고 있습니다. 또한 고온열처리 없이 양극재를 사용할 수 있다는 점에서 공정상의 장점도 있습니다.

그러나 아연 금속을 음극으로 사용하기 때문에 전해질 속 음극 표면에 덴드라이트 결정으로 인한 문제점을 가지고 있었습니다. 이 나뭇가지 형태의 결정은 충방전 반응 시 관여하지 않고 지속적으로 성장하기 때문에 분리막을 뚫고 양극의 만날 경우 전지 수명을 급격히 저하시키거나 화재를 유발할 수 있습니다.

 

딥 코팅으로 500㎚ 친수성 보호막 구축

이러한 문제점을 해결하고자 생기원에서는 '딥코팅'이라는 공정을 통해 음극재료를 코팅용액에 담가 층을 만든 후 보호막을 형성시켰습니다. 약 3000회에 이르는 충방전 반복 실험 상에서도 용량 유지율이 93%이 이르는 안정적인 수명 특성을 확보한 것입니다.

덴드라이트 결정 문제의 솔루션을 제공함으로서 향후 수계 아연 전지 상용화에 한 발짝 더 다가갈 수 있는 계기가 될 것으로 보입니다.