조선대학교와 충남대학교 공동연구팀이 리튬이온전지의 효율성과 내구성을 개선할 수 있는 기술을 개발했다.

31일 조선대에 따르면 생명화학공학과 이정수 교수와 충남대 송우진·임종철 교수팀이 전기차·스마트폰 등에 활용되는 리튬이온전지의 초기 비가역적 용량 손실을 개선할 수 있는 계면 제어 기반의 신소재 기술을 개발했다.

연구팀은 배터리의 핵심 소재 중 하나인 흑연 음극의 표면 구조를 정교하게 조절하고 이온성 액체(Ionic Liquid)라는 특수 물질을 결합함으로써 성능 저하의 주요 원인을 해결했다.

특히 배터리를 처음 사용할 때 발생하는 리튬 손실을 줄이고 전류 흐름을 방해하는 내부 저항도 감소시켜 배터리의 전체 성능을 향상하는 데 성공했다.

연구진은 흑연 가장자리에 '4-브로모벤조산'이라는 화학물질을 도입한 뒤 이온성 액체 전구체를 공유 결합 형태로 적용해 불필요한 반응과 저항을 효과적으로 억제했다.

그 결과 더 얇고 균일한 고체전해질계면(SEI) 층이 형성돼 충전과 방전을 반복해도 성능 저하가 적고 고속 충전과 방전에도 높은 안정성을 유지하는 것이 확인됐다.

연구팀은 "이번 연구를 통해 전기차 주행 거리 증가, 스마트폰 배터리 수명 연장, 고속 충전 안정성 확보 등이 실현되고 국내 배터리 산업 경쟁력이 증대되길 기대한다"고 밝혔다.

이 연구는 에너지 분야 국제학술지 'International Journal of Energy Research' 2025년 7월호에 게재됐다.