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왼쪽부터 조계용 교수, 박재원, 권영제, 김세훈, 배지우, 이민정, 윤정식 교수. |
[대학저널 이선용 기자] 국립부경대학교는 조계용 교수 연구팀이 전기차 등에 사용되는 리튬 이온 이차전지의 ‘열 폭주’를 억제하는 분리막을 개발했다고 31일 밝혔다.
국립부경대 조계용 교수, 박재원 석사과정 연구원, 권영제 박사과정생, 인천대 윤정식 교수 등으로 구성된 연구팀은 리튬 이온 배터리의 열적 안정성을 향상하고 자기 소화능력 도입을 통해 화염을 억제하는 분리막을 개발했다.
연구팀은 기능화된 불소계 고분자를 상용 폴리프로필렌 분리막에 코팅하고, 가교반응(사슬 모양 구조의 천연 및 합성 고분자에 새 화학 결합을 만들어 삼차원 그물 구조를 가지게 하는 반응)을 이용해 이 분리막을 개발했다.
최근 탄소 배출량을 줄이기 위해 수소 전지나 리튬 이온 배터리 기반 이동 수단 개발이 진행되고 있지만, 리튬 이온 배터리 기반 전기자동차의 치명적인 단점으로 유기 전해질의 발화에 다른 열 폭주 현상 등 안전에 대한 우려가 제기되고 있다.
조계용 교수 연구팀이 개발한 리튬 이온 이차전지용 분리막은 열적 안정성을 향상한 것은 물론, 자기 소화(消火)능력을 갖춰 이 같은 열 폭주 현상을 억제할 수 있을 것으로 기대되고 있다.
불소계 고분자 코팅층이 고분자의 가교반응을 통해 고온에서 분리막의 열 수축을 억제해 분리막의 고온 안전 특성을 향상시켰고, 연소 시 분리막의 전해질과 코팅층이 함께 분해되며 부촉매 소화 효과를 통해 배터리 화재가 발생하였을 때 지속적인 발화 현상을 억제하며 자기 소화능력을 보였다.
논문 제1 저자인 박재원 연구원은 “이번 연구로 리튬 이온 배터리의 안전성에 대한 우려를 해소하는 것은 물론, 친환경적인 미래를 위해 리튬 이온 배터리가 더욱 다양한 분야에서 사용될 수 있기를 기대한다”고 밝혔다.
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