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IBS, 폭발 위험·환경오염 줄인 차세대 배터리 개발 원리 규명

작성자 : Center for Molecular Spectroscopy and Dynamics 등록일 : 2018-11-21 조회수:2672

 

http://www.anewsa.com/detail.php?number=1425783

 

IBS, 폭발 위험·환경오염 줄인 차세대 배터리 개발 원리 규명

(아시아뉴스통신= 이기종기자)기사입력 : 2018년 11월 20일 18시 00분

 
물로 작동하는 차세대 배터리 핵심 원리를 규명한 분자 분광학 및 동력학 연구단 연구결과는 화학분야 권위지인 미국화학회지(JACS․Journal of the American Chemical Society, IF 14.357)에 10월 25일 게재됐다.(자료제공=고려대 화학과 연구팀)

기초과학연구원(IBS)은 분자 분광학 및 동력학 연구단 연구팀이 물을 전해질로 사용하는 리튬이온전지의 구동 원리를 통해 차세대 배터리의 상용화를 견인할 핵심 원리를 규명했다고 21일 밝혔다.
 
리튬이온전지는 스마트폰, 노트북 등 일상생활 속 대부분의 전자기기에 사용되는데 이는 양극과 음극 사이에 유기용매를 전해질로 사용해 충전과 방전을 반복하는 원리로 무게가 가벼우면서도 고용량인 전지를 만드는 데 유리하다.
 
그러나 문제는 전해질로 사용되는 유기용매가 발화 위험이 높고, 환경오염을 유발할 가능성이 있고 용매로 사용된 물이 리튬이온 수송에 어떤 역할을 하는지는 아직까지 명확히 밝혀지지 않았다.
 
이번 연구팀은 이러한 문제점을 해결하기 위해 펨토초 적외선 들뜸-탐침 분광기와 이차원 적외선 분광기를 이용해 물 기반 전해질의 미시적인 구조를 관찰한 결과, 염과 물이 고르게 섞여 있을 것이란 일반적인 예측이 틀렸음을 증명했다.

 

특히 물이 음이온과 강한 상호작용을 형성하기에 생기는 윤활층과 리튬이온의 수송을 용이하게 하는 순수한 물 층을 직접 관측했고, 전해질의 성질을 거시적인 관점에서 연구하던 기존의 방법에서 벗어나 전해질을 구성하는 분자들의 미시적인 구조와 전해질의 성능 사이의 관계를 규명해 분자 수준에서의 관측이 중요함을 입증했다.


조민행 단장은 “이번 연구는 이온 네트워크라는 미시적 구조와 전해질의 거시적 특성 사이의 관계를 규명했다”며, “이번 연구를 통해 미시적 분자 구조가 리튬 이차전지의 성능에 지대한 영향을 미칠 수 있다”고 말했다.
 
이 연구는 화학분야 권위지인 미국화학회지(JACS․Journal of the American Chemical Society, IF 14.357)에 10월 25일 게재됐다.