▲ 전자선을 이용한 겔형 리튬이온 배터리 제조 과정.

국내 연구진이 겔형 리튬이온배터리의 상용화 난제로 꼽히던 문제를 해결하고 겔형 리튬이온배터리를 단순하고 빠르게 제조하는 기술을 개발했다.

한국원자력연구원(원장 하재주) 첨단방사선연구소(소장 정병엽)는 방사선을 조사하여 겔형 리튬이온 배터리를 상온에서 신속하게 제조할 수 있는 기술을 개발했다고 1일 밝혔다.

겔형 리튬이온 배터리는 휴대폰, 전기차 등에서 사용되던 액체 전해질 리튬이온 배터리에 비해 폭발 위험성을 줄일 수 있는 대안으로 주목받아왔지만, 기술적 어려움으로 상용화에 한계가 있었다.

기존의 겔형 리튬이온 배터리는 제조 과정에서 장시간 고온의 열처리가 필요해 상대적으로 비싸고, 열처리로 인해 배터리 변형이 발생하는 등 상용 액체 전해질 배터리보다 성능이 떨어진다.

이에 손준용 원자력연구원 선임연구원 연구팀은 상온에서 화학반응을 일으키고 투과력이 높은 전자선에 주목했다.

액체 전해질이 겔 형태로 빠르게 변화할 수 있도록 전자선에 민감한 전해질을 개발하고 이 전해질로 완성한 배터리에 전자선을 조사해 배터리 속 액체 전해질을 상온에서 직접 겔 형태로 바꿨다.

기존 배터리 제조상 문제를 해결한 이 제조방식은 신속할 뿐 아니라, 상용 액상형 리튬이온 배터리와 동일한 수준의 성능을 갖고 있어 추후 상용화 전망이 높은 것으로 알려졌다.

손준용 선임연구원은 “이 기술로 리튬이온 겔형 배터리 상용화가 빨라질 것을 기대한다”며, “앞으로 리튬-황, 리튬-공기 등의 차세대 배터리 연구에도 활용할 계획”이라고 밝혔다.

한편, 이번 연구는 과학기술정보통신부 방사선기술개발사업 및 한국원자력연구원 자체사업의 일환으로 추진되었으며 12월 28일에 국내특허를 출원한 상태이다.