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청주대, 안전성 높은 상용화 전고체 전지 개발기후변화대응기술개발팀, 전기자동차 산업 촉매제 기대
홍수정 기자  |  horti17@naver.com
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승인 2021.10.19  19:54:59
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▲ 청주대학교 기후변화대응기술개발팀이 개발한 플렉서블 PV-EES와 스트레처블 PV-EES 에너지 융합 소자.

전기자동차 시대가 도래함에 따라 세계 각국에서 차세대 배터리 개발 경쟁이 치열한 가운데, 청주대학교 연구팀이 안전성을 높인 전고체 전지를 개발해 눈길을 끌고 있다.

청주대 에너지융합공학전공 김제하 교수가 이끄는 기후변화대응기술개발팀은 상용화가 가능한 고에너지 밀도, 고안전성의 전고체 전지를 개발했다.

현재 다양한 분야에 적용하고 있는 상용화 리튬이온 이차전지는 유기계 액체 전해질과 고분자필름 분리막을 사용함으로써 화재나 폭발의 위험성을 내재하고 있다.

하지만 전고체 전지는 이온 전도성 세라믹 기반의 고체 형태 전해질로 액체 전해질과 고분자 분리막을 동시에 대체함으로써 화재와 폭발을 방지할 수 있는 강점이 있다.

안정성을 확보한 우수한 전고체 전지는 앞으로 이차전지 시장의 게임체인저(기존 산업구도를 완전 바꾸는 새로운 기술)로 급부상하고 있다. 국내뿐만 아니라 세계 각국에서 많은 자본을 투자해 상용화 기술 개발에 노력하고 있는 분야다.

청주대 기후변화대응기술개발팀은 참여기업에 기술을 이전해 지난 5년간 전고체 전지 상용화 기술 개발에 힘썼다.

이러한 노력 덕분에 단위셀 기준 에너지 밀도 270Wh/㎏ 이상의 수명 2000사이클 이상을 확보했다.

10Ah급의 이 상용화 전지는 2000사이클 후에도 86.3%의 용량 유지율을 확보해 세계적으로 가장 우수한 특성을 보이는 전고체 전지로 분석되고 있다.

뿐만 아니라 130도 이상에서도 폭발하지 않으며 못으로 관통해도 화재나 폭발이 발생하지 않는다.

김제하 교수는 "전고체 전지의 상용화를 통해 전기자동차, 에너지 저장시스템, 무인기 등 다양한 분야 산업화에 촉매제 역할을 담당할 것으로 예상하며, 충북의 주력 분야인 이차전지 산업 활성화에 이바지할 것"이라며 "하루빨리 청주대 기후변화대응기술개발팀의 전고체 전지를 적용해 화재나 폭발 없이 소비자가 편안하게 사용할 수 있는 전기자동차, 에너지저장시스템 등이 나오기를 기대한다"고 말했다.

청주대 기후변화대응기술개발팀은 전고체 전지를 적용한 고 안전성의 PV-EES 에너지 융합 소자를 개발하고 있다.

이 PV-EES 에너지 융합 소자는 태양전지와 이차전지가 도선의 연결 없이 일체화돼 있는 융합 소자로서 스스로 충전해 반영구적으로 전자기기의 사용을 가능하게 하는 미래 에너지 기술이다. 청주대학교가 원천기술을 확보하고 있다.

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