뉴스발췌 : 2025.02.07 14:39
중국 연구팀이 알루미늄이온 배터리를 안정화하는 데 성공했다.
[디지털투데이 AI리포터] 중국 베이징 연구팀이 알루미늄이온 배터리 안정화에 성공했다고 7일(현지시간) 온라인 매체 기가진이 전했다.
알루미늄 이온 배터리는 기존 리튬이온 배터리의 우수한 대체재로 알려져 있다. 리튬이온 배터리는 작은 크기에도 불구하고 대용량 전력을 저장할 수 있어 스마트폰과 전기차 등에서 폭넓게 활용된다. 그러나 이 배터리는 비싸고 가격 변동성이 클 뿐만 아니라 쉽게 불이 붙는 전해액을 사용해야 한다는 단점이 있다.
이 같은 문제를 해결할 배터리로 알루미늄 이온 배터리가 떠오르고 있다. 알루미늄은 지각에서 세 번째로 가장 많이 존재하는 원소로, 가격이 리튬의 약 4분의 1 수준으로 저렴하다. 이에 이 원소를 배터리로 활용하기 위한 여러 연구가 진행되어 왔었다. 그러나 그동안의 연구에서는 이온 액체 전해액이 양극 부식을 일으키는 문제와, 부식을 피하기 위해 젤 형태의 젤 폴리머 전해액을 사용하면 전도성이 낮아지는 문제가 발생했다.
이를 해결하기 위해 중국 연구팀은 알루미늄 이온을 포함한 액체 전해액에 플루오린화알루미늄(AlF3) 염을 첨가해 고체 전해질을 생성함으로써 알루미늄이온 배터리의 안정화에 성공했다.
플루오린화알루미늄 염은 다공질의 3D 구조를 가지고 있어, 액체를 흡수하여 안정화시키면서 이온의 이동을 촉진한다고 한다. 이 구조 덕분에 액체가 새지 않는 고체 복합 재료이면서도 전도성을 높일 수 있었다고 연구팀은 말했다. 또 전극을 얇은 필름으로 코팅하여, 알루미늄 결정의 형성을 방지하고 배터리 성능 저하를 억제할 수 있었다.
매체에 따르면 연구팀이 제작한 이번 배터리는 약 1만 회의 충방전 사이클 후에도 초기 용량의 99%를 유지하는 결과를 보였다. 이는 고체 전해질로 액체가 새지 않으며, 구멍이 나거나 200도까지의 고온에서도 정상적으로 작동해 안전성이 우수하다는 평가를 받았다. 여기에 사용된 배터리의 알루미늄이나 플루오린화알루미늄 염의 80% 이상을 회수해 재활용성도 높였다.
출처 : 디지털투데이 (DigitalToday)(https://www.digitaltoday.co.kr)