차세대 이차전지로서 전기자동차에 적합한 전고체전지가 크게 주목받고 있다.

전고체전지는 불연성의 고체 전해질을 사용함으로써 화재의 위험성이 원천적으로 배제되기 때문에 전기자동차 등 안전성과 고에너지밀도를 요구하는 분야에 적합한 이상적인 전지 시스템이다.
이런 가운데 한양대 화학공학과 김동원 교수와 에너지공학과 선양국 교수가 공동으로 고에너지밀도, 고안전성 전고체리튬전지의 복합 양극을 개발하는데 성공하였다.

기존 습식법에 의한 복합 양극의 제조는 유기 용매의 사용으로 인한 황화물 고체 전해질의 부반응 및 고분자 바인더로 의한 이온 전도 감소로 인해 고에너지밀도 전고체전지 개발에 있어서 기술적인 장애물이었다. 김동원 교수 연구팀은 이와 같은 문제를 해결하기 위하여 이온 전도성이 높은 불소계 이오노머 고분자 소재를 바인더로 적용하여 용매 사용 없이 무용매 건식법에 의해 고용량 복합 양극을 제조하는 기술을 확보하였다. 개발된 건식 복합 양극을 적용한 전고체전지는 고용량으로 활물질 로딩이 가능하여 고에너지밀도에 유리하며, 유기 용매를 사용하지 않기 때문에 전극 제조 공정이 저렴하고 친환경적이며, 300회 이상의 사이클에서도 초기 용량 대비 90% 이상의 용량을 유지하는 등 우수한 전지 성능을 보여, 전고체리튬전지 상용화에 획기적인 전환점이 될 것으로 보인다.

 
이번 연구는 산업통상자원부 산업기술혁신사업, 한국연구재단 중견연구자사업, LG 에너지솔루션의 지원을 받아 진행되었으며, 한양대학교 주관으로 한국전자기술연구원, LG 에너지솔루션, DGIST 연구팀과 공동으로 수행되었다. 이번 연구 결과는 에너지 분야 세계적 학술지인 “ACS Energy Letter” 3월호에 게재 (논문명: All-Solid-State Lithium Batteries, Li+-Conducting Ionomer Binder for Dry-Processed Composite Cathodes) 되었다.