성신여대 연구진, 차세대 리튬 금속 성능 높이는 설계 기술 개발

[서울=뉴시스] 성신여대 신민정(왼쪽) 교수, 하유빈 학부연구생(제1저자). (사진=성신여대 제공) 2026.02.10. [email protected] *재판매 및 DB 금지

연구진은 이번 연구에서 전해액의 용매화 구조를 정밀하게 제어함으로써 리튬 금속 음극의 안정적인 고체전해질계면(SEI) 형성과 황 양극 반응의 가역성을 동시에 개선하고, 차세대 고에너지 밀도 전지에서 계면 불안정 문제를 해결할 수 있는 중요한 단서를 제시했다.

기존 리튬-황 전지는 높은 에너지 밀도로 차세대 이차전지로 주목받고 있으나 전해액과 전극 사이의 불안정한 계면 반응으로 인해 수명과 안정성 확보에 한계가 있었다.

이를 해결하기 위해 연구진은 신규 헤테로고리 전해액 용매를 도입하고, 리튬 이온의 용매화 구조와 계면 화학을 정밀하게 제어하는 전해액 설계 전략을 제시해 리튬-황 전지 수명을 개선하는 성과를 거뒀다.

신 교수는 "이번 연구는 배터리 성능과 수명을 좌우하는 전해액을 새롭게 설계함으로써 리튬 금속과 리튬-황 전지의 안정성을 동시에 높일 수 있음을 확인한 데 의미가 있다"며 "기존 전지에서 반복적으로 발생하던 성능 저하 문제를 전해액 설계 관점에서 해결할 수 있는 가능성을 보여줬다"고 전했다.

한편 하유빈 학부연구생이 제1저자로 참여한 이번 연구 성과는 에너지·재료 분야 국제 학술지 '저널 오브 머티리얼즈 케미스트리 A(Journal of Materials Chemistry A)'에 표지 논문으로 게재됐다.