2LiCl-GaF₃ 전해질, 미량 산소 도입으로 구조·전도·기계적 특성 동시 향상
정성균 교수 연구팀이 차세대 전고체전지 기술의 중요한 전환점을 제시했다. 기존에는 고체 전해질이 공기 중의 수분과 닿으면 성능이 떨어진다고 알려졌지만, 연구팀은 오히려 ‘아주 작은 양의 물’이 전지 성능을 크게 향상시킨다는 놀라운 사실을 밝혀냈다.
연구팀은 2LiCl-GaF₃라고 불리는 새로운 전해질 소재에 극소량의 물(5 wt% 이하)을 조절해 주입했다. 그 결과, 물이 전해질 내부에서 산소를 공급하는 역할을 하면서 전해질 구조가 자연스럽게 재정렬되고, 이온이 지나가는 길이 훨씬 더 원활해졌다. 그 결과 이온전도도는 기존보다 100배 이상 증가(10-2 → 3 mS/cm)했다. 또한, 소재는 더 잘 휘고 변형되는 점탄성 특성을 보여 전극과의 접촉도 더 좋아질 것이라고 기대된다.
이 연구는 “수분은 전고체전지의 적”이라는 기존 상식을 뒤집고, 수분을 활용해 전해질을 더 성능 좋게 만들 수 있다는 새로운 접근 방식을 제안한다. 정성균 교수 연구팀은 이번 발견이 향후 다양한 차세대 전해질 개발에도 응용될 수 있을 것으로 기대하고 있다.
