화학과

전고체 배터리 상용화를 위한 고찰 및 도전

충남대학교 화학과 이재범 교수와 B. B. 기차 연구교수 (소재화학연구소)는 최근 주목받고 있는 전고체 배터리에 대한 연구현황을 고찰하고, 상용화에 대한 도전적 직면과 해결책에 대한 학문적인 제안을 리뷰 형식으로 발표하였다. 

전고체 배터리는 일반적으로 차세대 에너지 저장기술로 인정받고 있다. 최근 이러한 충전식 배터리의 개발은 상업적 실현 가능성을 향해 괄목할 만한 속도를 내고 있다.   특히, 리튬-황 가역 산화/환원 공정을 기반으로 하는 전고체 리튬-황 배터리(ASSLSB)에 주목했고, 주로 뛰어난 에너지 밀도, 연장된 작동 수명, 강화된 안전 특성 때문에 기존의 리튬 이온 배터리(LIB)를 대체할 에너지 저장 시스템으로서 엄청난 잠재력을 가진 것으로 본 리뷰는 평가하였다. 이러한 장점에도 불구하고 상업 부문에서 ASSLSB의 채택은 부진해왔는데, 그 이유를 점검하였다. 이 분야의 연구 개발을 촉진하기 위해 ASSLSB의 현재 상태를 면밀히 검토하고, ASSLSB로의 전환 근거를 심층적으로 분석하고, 관련된 기본 과학원리를 탐구하며, ASSLSB가 직면한 주요 과제에 대한 종합적인 평가를 하였다. 향후 이 분야의 연구는 비활성 물질의 제거, 최적화된 전극 채택, 계면 저항 최소화, 확장 가능한 제조 방식을 설계하여 ASSLSB의 상용화를 촉진하는 데 우선순위를 두어야 한다고 저자들은 제안하였다. 

본 리뷰 논문은 Nano-Micro Letters (IF 26.6, 상위 2.8%)에 온라인 출간 (논문제목: Advances in All-Solid-State Lithium-Sulfur Batteries for Commercialization, https://doi.org/10.1007/s40820-024-01385-6)되었으며 한국연구재단 기초연구실 (BRL) 과제, Brain Pool 과제, 산업자원부 나노융합혁신제품기술개발 사업의 지원으로 연구되었다.