배터리 충전 15분 단축, KAIST 신기술 개발

KAIST 연구팀이 전기차 배터리 충전 시간을 획기적으로 단축할 수 있는 신기술을 개발했다.

기존 대비 빠른 충전 속도를 구현하면서도 성능을 유지하는 기술로, 전기차뿐만 아니라 드론, 우주항공 등 다양한 분야에 적용될 전망이다.

17일 KAIST 생명화학공학과 최남순 교수 연구팀은 새로운 전해질 용매 ‘아이소부티로니트릴(isoBN)’을 개발해 전기차 배터리 의 충전 시간을 상온에서 15분까지 단축했다고 밝혔다.

연구진에 따르면 isoBN은 리튬이온 이동을 극대화해 충전 속도를 높이는 동시에 내구성을 유지하는 특징을 갖는다.

리튬이온 배터리는 리튬 이온이 전극을 오가며 충·방전되는 방식으로 작동한다.

기존 배터리에서 사용되던 에틸렌 카보네이트 전해질은 점성이 높아 리튬이온 이동 속도를 제한하고, 충·방전 반복 시 성능 저하가 발생하는 한계가 있었다.

반면, isoBN은 점성을 55% 낮추고 이온전도도를 54% 높여 리튬이온이 보다 원활하게 이동할 수 있도록 돕는다.

실험 결과, isoBN을 적용한 배터리는 15분 내 고속 충전을 300회 반복한 후에도 94.2%의 용량을 유지하며 높은 안정성을 보였다.

기존 배터리에서 문제로 지적되던 리튬이온 천착 현상을 줄여 화재 위험성도 대폭 낮춘 것이 특징이다.

최 교수는 “이번 연구는 기존 전해질의 한계를 극복하고 배터리 충전 속도를 획기적으로 개선한 성과”라며 “전기차의 대중화를 앞당길 뿐만 아니라 에너지 저장 시스템, 드론, 우주항공 산업 등 다양한 분야에서 활용될 수 있을 것”이라고 밝혔다.

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배동현 ([email protected]) 기사제보