리튬이온전지는 크게 음극, 전해질, 양극으로 나뉜다. 액체 전해질을 이용하는 리튬이온전지가 널리 쓰이는데 폭발에 취약하다는 단점이 있어 전해질까지 모두 고체를 사용(전고체전지)하는 연구가 활발하게 진행되고 있다. 기존 연구에서는 주로 무기전해질(고체)을 이용하는 방법이 제시되고 있지만 유연성이 떨어지는 한계가 있다.
이 교수팀은 전고체전지의 전해질로 유연성이 우수하면서 불에 잘 붙지 않는 고체 상태의 ‘유기전해질’을 도입했다. 전해질의 상태를 액체에서 고체로 바꾸면서 안전성을 확보하고, 무기전해질 대신 유기전해질을 쓰면서 유연성까지 얻었다.
연구진은 또 전지의 음극, 전해질, 양극 재료의 유변학 성질을 조절해 잉크 형태로 만들어 단계적으로 프린팅하는 공정을 통해 단위 전지가 직렬로 연결된 바이폴라 구조의 리튬이온전지를 구현했다. 이 전지의 충전전압은 7.2V의 고전압을 나타냈다.
프린팅 공정 덕분에 장난감 자동차의 지붕 같은 곡면에도 전고체전지를 쉽게 제조할 수 있다.
김봉출기자 kbc78@ksilbo.co.kr
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