구겨져도 작동하는 플렉서블 리튬이차전지 개발 - 고성능 박막 고분자전해질 원천기술 확보, 어드밴스드펑셔널머티리얼즈 표지논문 선정 -
□ 액체전해질과 분리막으로 이루어진 기존 리튬이차전지는 심하게 변형시킬 경우 열이 발생한다.
○ 이 열 때문에 분리막이 녹아 양극과 음극이 접촉하게 되면 폭발할 위험이 있어 플렉서블 전지로 사용되기에는 어려움이 있었다.
○ 이를 대체하기 위해 고분자 전해질을 개발하고 있지만, 플렉서블 전지로 쓰이기에는 전기화학적 성능, 두께 및 유연성 확보에 한계가 있었다.
□ 연구팀은 플라스틱 크리스탈 기반 유기 전해질을 가교반응*이 가능한 단량체**와 혼합하여 다공성 고분자 지지체에 채워 넣은 후, 자외선에 30초 이내로 노출시키는 간단한 공정으로 내열성과 유연성이 획기적으로 향상된 플라스틱 크리스탈 고분자 전해질을 개발했다.
* 가교반응 : 고분자 사슬이 서로 직접 또는 수개의 결합으로 연결되는 것으로, 가교 전에 비해 고분자의 기계적 강도가 증가함.
** 단량체 : 고분자 중합의 출발물질로 고분자를 구성하는 단위가 되는 분자량이 작은 물질
○ 연구팀이 개발한 전해질은 액체전해질 수준의 성능을 유지하면서도 고온(섭씨 80도)에서 이온전도도가 전혀 저하되지 않는 우수한 내열성을 보였다.
○ 또한, 기존의 고분자전해질 대비 두께가 약 10배 정도 얇아졌으며, 기계적 유연성이 30배 이상 향상되었다.
○ 리튬이차전지에 실제 적용한 결과, 전지가 심하게 구겨지거나 전화선처럼 말린 상태에서도 발열 및 폭발 없이 안전하게 정상적으로 작동하는 것을 확인하였다.
○ 특히, 이번에 개발된 전해질은 전지 내에서 전해질 역할뿐 아니라 분리막 기능도 가능하여 기존의 리튬이차전지와 달리 분리막 없이 전지를 만들 수 있다.
구겨져도 작동하는 플렉서블 리튬이차전지 개발
고분자 중합의 출발물질로 고분자를 구성하는 단위가 되는 분자량이 작은 물질이 뭐야
단량체