ย้ถนธ฿วๅ

ว๊™์ˆ ยท์—ฐ๊ตฌ

์—๋„ˆ์ง€์‹ ์†Œ์žฌ๊ณตํ•™๊ณผ ๋‚จ๊ฒฝ์™„ ๊ต์ˆ˜ ๊ณต๋™์—ฐ๊ตฌํŒ€, ์ฐจ์„ธ๋Œ€ ์ „๊ณ ์ฒด์ „์ง€ ์„ค๊ณ„ ๊ธฐ์ˆ  ๊ฐœ๋ฐœ

๋“ฑ๋ก์ผ 2025.10.17. ์กฐํšŒ 841

- ์Šคํ”ผ๋„ฌ๊ณ„ ๊ณ ์ „์•• ์–‘๊ทน์žฌ ๊ณ„๋ฉด ์—ดํ™” ํ˜„์ƒ ์–ต์ œ… ์ „๊ณ ์ฒด์ „์ง€ ์„ค๊ณ„ ํ•œ๊ณ„ ๊ทน๋ณตํ•ด
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- ๊ตญ์ œ ์ €๋ช… ํ•™์ˆ ์ง€ Nature Energy ์˜จ๋ผ์ธํŒ ๊ฒŒ์žฌ

 

1. ์™ผ์ชฝ๋ถ€ํ„ฐ ๋™๊ตญ๋Œ€ ์—๋„ˆ์ง€์‹ ์†Œ์žฌ๊ณตํ•™๊ณผ ๋‚จ๊ฒฝ์™„ ๊ต์ˆ˜, ๊น€ํ•ด์šฉ ์„์‚ฌ๊ณผ์ •์ƒ

โ–ฒ์™ผ์ชฝ๋ถ€ํ„ฐ ๋™๊ตญ๋Œ€ ์—๋„ˆ์ง€์‹ ์†Œ์žฌ๊ณตํ•™๊ณผ ๋‚จ๊ฒฝ์™„ ๊ต์ˆ˜, ๊น€ํ•ด์šฉ ์„์‚ฌ๊ณผ์ •์ƒ


๋™๊ตญ๋Œถฤว๊™๊ต(์ด์žฅ ์œค์žฌ์›…)๋Š” ๋ณธ๊ต ์—๋„ˆ์ง€์‹ ์†Œ์žฌ๊ณตํ•™๊ณผ ๋‚จ๊ฒฝ์™„ ๊ต์ˆ˜ํŒ€์ด ์—ฐ์„ธ๋Œถฤว๊™๊ต ์ •์œค์„ ๊ต์ˆ˜, KAIST ์„œ๋™ํ™” ๊ต์ˆ˜ ๊ณต๋™์—ฐ๊ตฌํŒ€๊ณผ ํ•จ๊ป˜ 5V ์ด์ƒ์—์„œ ์•ˆ์ •์ ์œผ๋กœ ์ž‘๋™ํ•˜๋Š” ์ „๊ณ ์ฒด์ „์ง€ ์„ค๊ณ„ ๊ธฐ์ˆ ์„ ๊ฐœ๋ฐœํ–ˆ๋‹ค๊ณ  ๋ฐํ˜”๋‹ค. ๋˜ํ•œ, ์—ฐ๊ตฌ๋ฅผ ํ†ตํ•ด ๋‹ค์–‘ํ•œ ์–‘๊ทน ์‹œ์Šคํ…œ๊ณผ ์‹ค์ œ ๋ฐฐํ„ฐ๋ฆฌ ์…€ ๊ตฌ์กฐ์—์„œ ๊ทธ ์„ฑ๋Šฅ์„ ํ•จ๊ป˜ ์ž…์ฆํ–ˆ๋‹ค.

 

์ „๊ธฐ ์—๋„ˆ์ง€๋Š” ์ „ํ•˜๋Ÿ‰๊ณผ ์ „์••์„ ๊ณฑํ•œ ๊ฐ’์œผ๋กœ, ๊ณ ์šฉ๋Ÿ‰ ์ „๊ทน ํ˜น์€ ๊ณ ์ „์•• ์–‘๊ทน์„ ์ ์šฉํ•˜๊ฑฐ๋‚˜ ๋‘ ๊ฐ€์ง€๋ฅผ ๋™์‹œ์— ์ ์šฉํ•˜๋ฉด ์—๋„ˆ์ง€ ๋ฐ€๋„๋ฅผ ๋†’์ผ ์ˆ˜ ์žˆ๋‹ค. ํ•˜์ง€๋งŒ, ‘5V’ ์ด์ƒ์˜ ์ „์••์—์„œ ์ „ํ•ด์งˆ์ด ๋ถˆ์•ˆ์ •ํ•ด์ง€๊ณ  ์‰ฝ๊ฒŒ ๋ถ„ํ•ด๋˜๋Š” ํ•œ๊ณ„๊ฐ€ ์žˆ์—ˆ์œผ๋ฉฐ, ์ด ํ•œ๊ณ„๋Š” ์ „๊ณ ์ฒด์ „์ง€์—์„œ๋„ ๋™์ผํ•˜๊ฒŒ ์ ์šฉ๋ผ ์™”๋‹ค.

 

์—ฐ๊ตฌํŒ€์€ ์ด๋Ÿฌํ•œ ํ•œ๊ณ„๋ฅผ ๊ทน๋ณตํ•˜๊ธฐ ์œ„ํ•ด ๋ถˆํ™”๋ฌผ๊ณ„ ๊ณ ์ฒด์ „ํ•ด์งˆ์ธ LiCl–4Li2TiF6(์ƒ์˜จ ๊ธฐ์ค€ 1.7 × 10-5 S/cm)๋ฅผ ์ƒˆ๋กญ๊ฒŒ ์„ค๊ณ„ํ•˜๊ณ  ์—ฐ๊ตฌ์— ๋„์ž…ํ–ˆ๋‹ค. ์ด๋ฅผ ํ†ตํ•ด 5V ์ด์ƒ์˜ ๋†’์€ ์ˆ˜์ค€์˜ ์‚ฐํ™” ์•ˆ์ •์„ฑ๊ณผ ์ด์˜จ์ „๋„๋„๋ฅผ ๋™์‹œ์— ํ™•๋ณดํ–ˆ์œผ๋ฉฐ, ํŠนํžˆ 5V๊ธ‰ ์Šคํ”ผ๋„ฌ๊ณ„ ์–‘๊ทน์žฌ(LiNi0.5Mn1.5O4 ๋“ฑ) ํ‘œ๋ฉด์— ๋ณดํ˜ธ์ธต์œผ๋กœ ์ ์šฉ์‹œ์ผœ ์ „๊ธฐํ™”ํ•™์  ์„ฑ๋Šฅ์„ ๋Œ€ํญ ํ–ฅ์ƒ์‹œ์ผฐ๋‹ค. 

 

์—ฐ๊ตฌํŒ€์€ ์ด๋ฒˆ์— ๊ฐœ๋ฐœํ•œ ๋ถˆํ™”๋ฌผ๊ณ„ ๊ณ ์ฒด์ „ํ•ด์งˆ์˜ ํ™œ์šฉ ๊ฐ€๋Šฅ์„ฑ์„ ๋‹ค์–‘ํ•œ ์ „์ง€ ์‹œ์Šคํ…œ์— ์ ์šฉํ•ด ํญ๋„“๊ฒŒ ๊ฒ€์ฆํ–ˆ๋‹ค. LiCoMnO4 ๋ฐ ์ดˆ์ €๊ฐ€ํ˜• LiFe0.5Mn1.5O4 ๋“ฑ ๋‹ค์–‘ํ•œ ๊ณ ์ „์•• ์Šคํ”ผ๋„ฌ๊ณ„ ์–‘๊ทน์žฌ์— ์ ์šฉํ•ด ์šฐ์ˆ˜ํ•œ ์„ฑ๋Šฅ์„ ํ™•๋ณดํ–ˆ์œผ๋ฉฐ, ๋Œ€์šฉ๋Ÿ‰(258mAh/g) ์ €์ „์•• ํ™•์žฅ ์‹œ์Šคํ…œ, 1.8mm ๊ณ ์—๋„ˆ์ง€๋ฐ€๋„ ์ „๊ทน, ์ƒ์šฉํ™”์— ๊ฐ€๊นŒ์šด ํŒŒ์šฐ์น˜ํ˜• ์ „๊ณ ์ฒด์ „์ง€์—์„œ๋„ ํƒ์›”ํ•œ ์•ˆ์ •์„ฑ๊ณผ ์ถœ๋ ฅ ํŠน์„ฑ์„ ๋™์‹œ์— ์ž…์ฆํ–ˆ๋‹ค. 

 

๋˜ํ•œ ์—ฐ๊ตฌํŒ€์€ "์‚ผ์›๊ณ„(NCM) ๋ฐ ๋ฆฌํŠฌ๊ณผ์ž‰ ๋ง๊ฐ„๊ณ„(Li- and Mn-rich) ์ธต์ƒ๊ณ„ ์–‘๊ทน์žฌ์—๋„ ํ•ด๋‹น ๋ณดํ˜ธ์ธต ๊ธฐ์ˆ ์„ ์„ฑ๊ณต์ ์œผ๋กœ ์ ์šฉํ–ˆ๋‹ค"๋ฉฐ "๋ถˆํ™”๋ฌผ๊ณ„ ๋ณดํ˜ธ์ธต ๊ธฐ์ˆ ์˜ ์‹ค์šฉ์„ฑ๊ณผ ๋ฒ”์šฉ์„ฑ, ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ  ์‚ฐ์—… ์ ์šฉ ๊ฐ€๋Šฅ์„ฑ์„ ๋ชจ๋‘ ํ™•์ธํ–ˆ๋‹ค"๊ณ  ๋ฐํ˜”๋‹ค. ์ด์–ด "๋˜ํ•œ ๋ฐฉ์‚ฌ๊ด‘ ๊ฐ€์†๊ธฐ ๊ธฐ๋ฐ˜์˜ X-์„  ์ •๋ฐ€ ๊ณ ๋„๋ถ„์„๊ณผ ๋ถ„์ž๋™์—ญํ•™ ๊ณ„์‚ฐํ™”ํ•™์„ ์ ‘๋ชฉํ•ด ์†Œ์žฌ์˜ ์ •๋ฐ€๊ตฌ์กฐ์™€ ์ด์˜จ์ „๋„ ํ–ฅ์ƒ ๋ฉ”์ปค๋‹ˆ์ฆ˜์„ ๊ทœ๋ช…ํ–ˆ๋‹ค. ์ด๋ฅผ ํ™œ์šฉํ•˜์—ฌ ์‹ ๊ทœ ๊ณ ์ „์•• ๊ณ ์ด์˜จ์ „๋„์„ฑ ๋ถˆํ™”๋ฌผ๊ณ„ ๊ณ ์ฒด์ „ํ•ด์งˆ ์†Œ์žฌ์˜ ๊ฐœ๋ฐœ์ด ๊ธฐ๋Œ€๋œ๋‹ค."๊ณ  ๋ง๋ถ™์˜€๋‹ค. 

 

์ด๋ฒˆ ์—ฐ๊ตฌ๋Š” ์ „๊ทน-์ „ํ•ด์งˆ ๊ณ„๋ฉด์—์„œ์˜ ์ „๊ธฐํ™”ํ•™์  ์—ดํ™” ํ˜„์ƒ์„ ์–ต์ œํ•˜๋ฉด์„œ ์ „๊ณ ์ฒด์ „์ง€์—์„œ ๊ฐ€์žฅ ํฐ ๊ฑธ๋ฆผ๋Œ๋กœ ์—ฌ๊ฒจ์กŒ๋˜ ๊ณ„๋ฉด ๋ถˆ์•ˆ์ •์„ฑ ๋ฌธ์ œ๋ฅผ ํšจ๊ณผ์ ์œผ๋กœ ํ•ด๊ฒฐํ–ˆ๋‹ค. ์—ฐ๊ตฌ ์„ฑ๊ณผ๋Š” ํ–ฅํ›„ ์ „๊ณ ์ฒด์ „์ง€ ์‚ฐ์—…์—์„œ ์ง€์‹์žฌ์‚ฐ(IP) ๊ธฐ๋ฐ˜ ๋…๋ณด์  ๊ฒฝ์Ÿ๋ ฅ์„ ํ™•๋ณดํ•˜๊ณ , ๊ธฐ์—…์˜ ๊ธฐ์ˆ  ์‚ฌ์—…ํ™”๋กœ ์ด์–ด์งˆ ํ† ๋Œ€๋ฅผ ๋งˆ๋ จํ–ˆ๋‹ค๋Š” ํ‰๊ฐ€๋ฅผ ๋ฐ›๋Š”๋‹ค.

 

ํ•œํŽธ, ์ด๋ฒˆ ์—ฐ๊ตฌ๋Š” ์‚ผ์„ฑ๋ฏธ๋ž˜๊ธฐ์ˆ ์œก์„ฑ์‚ฌ์—…์˜ ์ง€์›์„ ๋ฐ›์•„ ์ˆ˜ํ–‰๋๋‹ค. ๋™๊ตญ๋Œ€ ๊น€ํ•ด์šฉ ์„์‚ฌ๊ณผ์ •์ƒ, ์—ฐ์„ธ๋Œ€ ์†์ค€ํ‘œ ๋ฐ•์‚ฌ๊ณผ์ •์ƒ, ๋ฐ•์ฃผํ˜„ ๋ฐ•์‚ฌ, KAIST ๊น€์žฌ์Šน ๋ฐ•์‚ฌ๊ณผ์ •์ƒ์ด ๊ณต๋™ ์ œ1์ €์ž๋กœ ์ฐธ์—ฌํ–ˆ๋‹ค. ์—ฐ๊ตฌ ๊ฒฐ๊ณผ๋Š” ์„ธ๊ณ„์ ์ธ ํ•™์ˆ ์ง€ Nature Energy (I.F.=60.1) 10์›” 3์ผ์ž ์˜จ๋ผ์ธํŒ์— “Five-volt-class high-capacity all-solid-state lithium batteries” ์ œ๋ชฉ์œผ๋กœ ๊ฒŒ์žฌ๋๋‹ค(https://doi.org/10.1038/s41560-025-01865-y).