전동협 동국대 WISE캠퍼스 교수, 리튬이온배터리 전해액 함침 현상 규명

전동협 동국대 WISE캠퍼스 창의융합공학부 교수. 동국대 WISE캠퍼스 제공

동국대 WISE캠퍼스는 전동협 창의융합공학부 교수가 SCI급 국제 학술지 'ACS 나노'에 논문을 게재했다고 7일 밝혔다.

전 교수는 이번 논문을 통해 리튬이온배터리 생산 중 발생하는 전해액 함침 현상을 규명하고 해결방안을 제시했다. 이를 통해 배터리 제조시간을 획기적으로 단축하고 배터리 수명을 향상시킬 수 있는 길을 열었다는 게 동국대 WISE캠퍼스 측 설명이다.

논문 제목은 'Mechanical Insight into Wettability Enhancement of Lithium-Ion Batteries using a Ceramic-Coated Layer'다. 전 교수가 제1저자 및 교신저자로, 이종원 DGIST 교수가 공동교신저자로 참여했다.

리튬이온배터리는 전기자동차에 들어가는 핵심 에너지 동력원이다. 1990년대 리튬이온전지가 상용화 된 이후 배터리 업계에선 해결되지 않은 난제 중 하나로 전해액 미함침 현상을 꼽고 있는 반면 학계의 연구는 거의 전무했다. 고성능‧고에너지밀도 배터리 개발에 몰입돼 상대적으로 전해액 함침 문제가 크게 관심을 받지 못했던 탓이다.

전 교수는 리튬이온배터리 상용화 초기부터 지금까지 20년 이상 이 분야를 연구해오고 있는 연구자다. 특히 전해액 함침 분야에선 세계적인 전문가 중 한 명으로 꼽힌다.

지난 2019년엔 국제학술지 'Energy Storage Materials'에 리튬이온전지 내 전해액 함침 현상을 규명한 논문을 발표해 학계의 주목을 받았다. 후속 논문에선 배터리의 전해액 함침 향상을 위한 방법을 제시했다.

이번 연구에선 격자 볼츠만법과 임피던스 분광법을 이용해 전해액 함침 과정을 획기적으로 개선할 수 있는 방법을 고안해냈고, 최신 분석기법을 통해 개선효과를 증명했다.

전동협 교수는 "단순한 아이디어에서 출발해 산업계의 오래된 문제를 해결할 계기를 마련한 것인 만큼, 배터리 기술 발전을 위해 이번에 개발한 방법은 특허출원하지 않기로 결정했다"고 말했다.