노트북, 휴대폰, 하이브리드 자동차 등에 광범위하게 사용되는 리튬 2차전지의 안전성을 획기적으로 향상시킬 수 있는 전지막(separator)이 국내 기술진에 의해 개발됐다.
교육과학기술부는 17일 한국원자력연구원 노영창 박사팀이 현재 상용되는 리튬2차전지의 전지막 소재인 폴리에틸렌을 화학 처리한 후 방사선 일종인 ‘전자선’을 조사, 내열성과 전기화학적 특성을 획기적으로 높인 새 전지막을 개발했다고 밝혔다.
리튬 2차전지는 양극(LiCoO2 등), 음극(흑연 등)과 두 극 사이를 나누는 전지막(분리막 또는 격막)으로 구성되며, 전지막은 전지의 효율과 안전성을 유지하는 데 중요한 역할을 한다.
새로 개발한 전지막은 리튬 2차전지의 온도가 비정상적으로 상승할 경우에도 수축이 크게 일어나지 않고 원 상태를 유지하여 화재와 폭발 등 사고를 방지할 수 있는 것으로 나타났다.
특히 기존의 폴리에틸렌계 전지막을 150℃의 전해액에 2분간 담가두면 원래 크기의 5~15% 크기로 대폭 수축돼 기능을 상실하는 반면, 노 박사 팀이 개발한 전지막은 같은 조건에서 원래 크기의 96~98%를 유지하는 것으로 나타났다.
노 박사는 특히 “새 전지막 시제품을 만들어 반복 충전한 결과, 폭발과 화재 등의 위험성이 현저히 낮았다”며, “새 전지막을 배터리에 적용하면 이온 전도도를 비롯한 전기화학적 특성도 향상돼 전기생산량이 많아지고 배터리 수명도 길어진다”고 강조했다.
한국원자력연구원은 새 전지막 기술에 관한 특허 2건을 출원했으며, 기업에 기술을 이전할 계획이다.
한편, 우리나라는 전 세계 리튬 2차전지 분리막의 30%를 소비하고 있으며 내년까지 국내시장은 3천500억 원, 세계시장은 1조 원에 달할 것으로 전망된다.
