리튬이온전지는 급속 충전과 방전을 반복하면 용량이 점차 감소하고 수명이 줄게 된다. 이 문제를 해결하려면 성능 저하를 일으키는 이유를 찾아야 하는데, 한국과학기술연구원(KIST)이 이 원인을 규명해 국제학술지 '앙게반테 케미'(Angewandte Chemie·온라인 10월 17일 자)에 발표했다고 4일 밝혔다.

KIST 에너지저장연구단의 장원영 책임연구원, 전북분원 탄소융합소재연구센터의 김승민 책임연구원 팀은 니켈계 소재를 양극으로 쓰는 전지를 대상으로 연구를 했다. 이 전지를 빠른 속도로 방전시키며 전자현미경으로 관찰한 결과, 양극 소재 구조가 변형되는 것을 확인했다. 이 변화는 양극으로 리튬이온이 충분히 도달하지 못해 발생했다. 고전압으로 충전과 방전을 거듭하면 전극 구조의 불안정성은 더 높아졌다.

연구진은 전자현미경 데이터를 활용해 전극 소재의 성능 저하 정도를 알아내는 분석 플랫폼도 구축했다.

장 책임연구원은 "전지 소재의 내부 변형으로 인한 배터리 성능 저하 메커니즘을 밝혀냈다"고 설명했다. 그는 "이번 연구 결과를 바탕으로 안정한 배터리 소재 개발에 매진할 계획"이라고 밝혔다.