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[IT뉴스]“유해물질 사용 無” 친환경 전극…리튬배터리 성능 높였다

온카뱅크관리자

2024-06-25 09:54:25

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div>  <strong class="summary_view" data-translation="true">- UNIST 정경민 교수팀, 건식 전극 공정 상용화 가능성 제시</strong> 
        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="UTn5P9Iiub">
          <figure class="figure_frm origin_fig" dmcf-pid="uhotxVhL7B" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="건식 전극 제조 공정.[UNIST 제공]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202406/25/ned/20240625095426838lfsl.jpg" data-org-width="698" dmcf-mid="Gy9spZLKFx" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202406/25/ned/20240625095426838lfsl.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            건식 전극 제조 공정.[UNIST 제공]
           </figcaption>
          </figure>
          <p dmcf-pid="7lgFMflozq" dmcf-ptype="general">[헤럴드경제=구본혁 기자] 국내 연구진이 리튬 이온 배터리의 에너지 밀도를 높이면서도 유해 용매를 사용하지 않는 친환경 건식 전극 공정을 개발했다. 전기차와 다양한 전자기기의 에너지 사용이 한층 더 지속 가능해질 것으로 기대된다.</p>
          <p dmcf-pid="zIn5P9Ii3z" dmcf-ptype="general">울산과학기술원(UNIST) 에너지화학공학과 정경민 교수팀은 리튬 이온 배터리의 건식 전극 단위 공정과 반제품 평가 방법을 새롭게 개발했다. 유해한 용매를 사용하지 않는 이 건식 공정은 배터리 성능을 높이면서 환경 보호에도 도움이 된다.</p>
          <p dmcf-pid="qCL1Q2Cn07" dmcf-ptype="general">건식 공정의 세부 단계를 정의하고 각 단계가 배터리 성능에 미치는 영향을 세밀하게 분석함으로써 상용화에 한 걸음 더 다가섰다. 기존 연구가 성능 평가에 그쳤던 한계를 넘어선 것이다.</p>
          <p dmcf-pid="BhotxVhLzu" dmcf-ptype="general">리튬 이온 전지 전극은 전통적으로 습식 공정으로 제작한다. 그러나 두꺼운 전극을 사용하면 바인더와 도전재의 불균일한 분포로 성능 저하 문제가 발생한다. 반면, 건식 전극 공정은 유기 용매를 사용하지 않아 균일한 전극을 만들 수 있지만, 상용화가 어려운 실험실 수준의 연구에 머물러 있다.</p>
          <div dmcf-pid="b3Cfko3IuU" dmcf-ptype="general">
           <p>연구팀은 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 바인더 기반의 무용매 건식 공정을 도입해 제품화 가능성을 높였다. 공정은 과립 형성, 필름 형성, 압연 및 라미네이션 단계로 나뉜다. 각 단계에서 제작되는 반제품의 물리적, 전기적, 전기화학적 특성을 평가해 최적의 공정 조건을 찾았다.</p>
          </div>
          <figure class="s_img figure_frm origin_fig" dmcf-pid="K0h4Eg0Cpp" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="정경민 UNIST 교수.[UNIST 제공]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202406/25/ned/20240625095428623ekqe.jpg" data-org-width="114" dmcf-mid="pBotxVhLpK" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202406/25/ned/20240625095428623ekqe.jpg" width="114"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            정경민 UNIST 교수.[UNIST 제공]
           </figcaption>
          </figure>
          <p dmcf-pid="9pl8Daphu0" dmcf-ptype="general">특히 PTFE의 압출비가 높은 바인더를 사용하면 낮은 에너지로도 강도가 높은 전극 필름을 만들 수 있고, 전극의 미세 구조가 개선되어 출력 특성이 향상된다는 사실을 처음으로 밝혀냈다.</p>
          <p dmcf-pid="2Yk7nxYcu3" dmcf-ptype="general">리튬 이온 배터리에서 바인더는 활물질과 전자를 이어주는 중요한 역할을 한다. 상용화된 습식 전극 공정에서는 바인더의 종류와 함량에 따라 공정과 전극의 성능이 크게 달라진다. 건식 전극에서도 PTFE 바인더의 종류와 함량에 따라 각 공정과 최종 전극의 출력 특성이 어떻게 바뀌는지 파악한 것이다.</p>
          <p dmcf-pid="VGEzLMGkFF" dmcf-ptype="general">정경민 교수는 “수작업으로 일일이 전극을 만드는 과정은 대량 생산이 어렵고, 일관된 품질을 유지하기 힘들다는 문제점이 있었다”며 “이번 연구는 실험실 규모를 넘어 단위 공정으로 세분화된 연구로 상용화에 기여할 것”이라고 강조했다.</p>
          <p dmcf-pid="fHDqoRHE3t" dmcf-ptype="general">이번 연구성과는 화학공학 분야 국제학술지 ‘케미컬 엔지니어링 저널’에 게재됐다.</p>
          <p dmcf-pid="4bGeCDbYF1" dmcf-ptype="general">한편 공동 연구 중인 한국에너지기술연구원과 한화는 건식 전극 특화 제조 장비를 제작 후 올해 하반기부터 실증할 예정이다.</p>
          <p dmcf-pid="8KHdhwKGz5" dmcf-ptype="general">nbgkoo@heraldcorp.com</p>
         </section> 
        </div> 
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