왼쪽부터 단국대 원종호 교수, 최종영 석사(사진=단국대)
배터리 분리막은 이차전지에서 리튬이온의 이동을 제어하는 핵심 소재다. 리튬이온 배터리에는 주로 폴리프로필렌(PP)과 폴리에틸렌(PE) 계열의 분리막이 사용된다. 하지만 이는 배터리 성능을 좌우하는 이온 통과가 원활하지 않고 열에 약해 화재 위험이 크다는 단점이 있었다.
연구팀은 방대한 선행 데이터를 분석한 결과 바이오소재를 적용한 분리막이 기존 PP 분리막보다 전해액 흡수율이 최대 약 14배 높다는 사실을 확인했다. 이온전도 역시 약 2.4배 향상되는 것으로 나타났다.
배터리의 고질적 문제인 화재 안정성도 개선됐다. 바이오소재 기반 분리막은 촘촘한 결합 구조 덕분에 기존 PP 분리막이 수축하는 온도보다 높은 220°C 이상의 고온에서도 형태를 유지했다.
이번 연구는 LG화학 등 관련 분야 기업 연구진과의 산학협력을 통해 수행했다. 연구 결과는 저명 국제 학술지(Carbon Energy)에 게재됐다.
원종호 교수는 “이번 연구는 바이오소재를 활용한 차세대 배터리의 가능성을 열었다는 데 의의가 있다”며 “앞으로 산학연 협력을 통해 기술 상용화에 기여하겠다”고 밝혔다.
