차세대 인터넷 바카라 메탈 배터리 성능 혁신을 위한 새로운 접근법 제시
한양대학교 화학공학과 임희대 교수와 고민재 교수 연구팀이 인터넷 바카라 메탈 배터리의 수명과 안전성을 획기적으로 개선할 수 있는 혁신적인 다차원 집전체 기술을 개발했다고 한양대가 18일 밝혔다. 이 기술은 인터넷 바카라 메탈 배터리 상용화를 가로막는 핵심 문제를 해결할 중요한 전환점이 될 수 있을 것으로 기대된다.
전기차 보급이 가속화되고 ESS(에너지저장장치) 시장이 성장함에 따라, 기존 인터넷 바카라 이온 배터리를 넘어선 고성능 배터리에 대한 수요가 급증하고 있다. 인터넷 바카라 메탈 배터리는 에너지 밀도가 기존 인터넷 바카라 이온 배터리의 10배에 달하며, 가벼운 무게와 높은 용량으로 전기차, 드론, 항공우주 등 다양한 분야에서 차세대 에너지 저장장치로 주목받고 있다. 그러나 인터넷 바카라 메탈 배터리의 핵심 구성 요소인 인터넷 바카라 음극은 충전 과정에서 인터넷 바카라 덴드라이트(dendrite)가 형성되는 문제가 있다. 이 덴드라이트는 음극 표면에 비대칭적으로 자라 배터리 성능을 저하시킬 뿐 아니라 내부 단락과 화재를 유발해 배터리의 안정성을 심각하게 위협한다. 이로 인해 인터넷 바카라 메탈 배터리는 상용화 단계에서 한계를 겪어왔다.
임희대 교수와 고민재 교수 연구팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 인터넷 바카라 메탈 음극에 적합한 새로운 다차원 집전체 기술을 공동으로 개발했다. 기존의 다차원 집전체는 인터넷 바카라이 주로 상단에서 증착되어 내부 구조를 충분히 활용하지 못하고, 덴드라이트 성장을 억제하지 못하는 한계를 지니고 있었다. 연구팀은 이를 극복하기 위해 인터넷 바카라 친화성이 높은 마그네슘을 집전체 하단에 나노 수준으로 농도 구배 형태로 증착하는 기술을 새롭게 제안했다. 이 기술을 활용하여 인터넷 바카라 증착을 하단부에서부터 균일하게 유도함으로써 덴드라이트 성장을 원천적으로 억제하는 데 성공했다.
새롭게 개발된 집전체 기술은 기존의 집전체와 비교해 약 3배 이상의 수명 안정성을 보여주며, 결과적으로 인터넷 바카라 메탈 배터리의 안전성과 성능을 동시에 대폭 향상시켰다. 또한, 이 기술은 집전체의 두께와 다공성을 조절할 수 있어 에너지 밀도를 극대화한 고성능 배터리 설계에 중요한 기술적 기반이 될 수 있음을 입증했다. 이는 전기차와 같은 대용량 에너지저장시스템뿐만 아니라 차세대 전자기기에 적용 가능성을 열어주는 중요한 발전으로 평가된다.
연구를 주도한 임희대 교수는 “이번 연구는 인터넷 바카라 메탈 배터리의 가장 큰 문제로 꼽혀온 수명 저하와 안전성 문제를 동시에 해결할 수 있는 기술을 제시한 데 의의가 있다”며, “이번 기술을 더욱 정교화해 인터넷 바카라 메탈 배터리의 상용화를 가속화할 계획”이라고 전했다. 그는 이어 “집전체 설계 기술은 다양한 전극 소재에도 응용 가능성이 있어, 배터리 기술 전반에 걸쳐 새로운 패러다임을 제공할 것”이라고 강조했다.
과학기술정보통신부와 한국연구재단의 신진연구자지원사업의 지원을 받아 수행된 이번 연구 「Electrochemically tailored host design with gradient seeds for dendrite-free Li metal batteries」는 재료과학 분야 국제 저명 학술지 ACS Nano(IF=15.8)2025년 1월호에 게재될 예정이다. 연구팀은 앞으로도 집전체 구조를 최적화하고 대량 생산 가능성을 높이기 위한 후속 연구를 진행할 계획이라고 밝혔다. 이 기술은 인터넷 바카라 메탈 배터리의 상용화뿐만 아니라, 차세대 에너지 기술의 발전을 위한 중요한 발판이 될 것으로 기대를 모으고 있다.
