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• UNIST, 건식 공정 고용량 후막전극 제조 성공

  송고일 : 2026-02-20
  
  

  울산과학기술원 UI / 울산과학기술원 제공

  [투데이에너지 김원빈 기자] 울산과학기술원(UNIST)이 차세대 배터리 핵심 기술로 주목받는 ‘후막 전극’ 분야에서 초기 용량 손실과 제조 비용을 동시에 줄일 수 있는 건식 후막 전극 제조 기술을 개발했다.

  20일 UNIST에 따르면 이번 연구는 곽원진 UNIST 에너지화학공학과 교수팀을 비롯해 최정현 가천대학교 교수팀, 문장혁 중앙대학교 교수팀이 공동으로 수행했다.

  후막 전극은 기존 전극보다 활물질층을 훨씬 두껍게 설계해 면적당 저장 용량을 크게 높인 고용량 전극 기술이다. 다만 활물질층과 동박(구리 집전체) 사이에서 초기 충·방전 과정 중 리튬이 소모되며 초기 용량이 감소하는 문제가 한계로 지적돼 왔다.

  연구팀은 이 문제를 해결하기 위해 기존 프라이머(활물질층을 동박에 부착시키는 보조 물질) 대신 리튬 금속 박막을 삽입하는 구조를 도입했다. 그 결과 초기 용량 손실을 기존 대비 약 75% 줄이는 데 성공했다.

  UNIST에 따르면 해당 기술이 적용된 후막 전극 배터리는 전기차 주행거리를 최대 20% 이상 향상시킬 수 있는 것으로 나타났다. 이는 에너지 밀도를 높이면서도 제조 공정의 친환경성을 유지할 수 있다는 점에서 산업적 의미가 크다는 평가다.

  이번 기술은 특히 건식 공정을 기반으로 한다는 점에서 주목된다. 독성 유기용매를 사용하지 않아 환경 부담을 줄일 수 있고, 프라이머 코팅 공정을 생략함으로써 제조 공정을 단순화했다. 이에 따라 생산 비용 절감과 공정 효율 개선 효과도 기대된다.

  연구 성과는 국제 학술지 Energy & Environmental Science에 게재됐으며, 차세대 전극 설계 및 표면 구조 최적화를 통한 배터리 성능 혁신 사례로 평가받고 있다.

  UNIST는 앞서 전극 내부 다공성 구조 설계 기술을 통해 출력 성능을 기존 대비 약 75% 향상시킨 후막 전극 개발 성과도 발표한 바 있다. 향후 전기차는 물론 대용량 에너지저장장치(ESS) 등 다양한 응용 분야로 기술 적용을 확대할 계획이다.

  ■용어 설명

  건식 공정(Dry Process)=배터리 전극을 제조할 때 액체 용매(슬러리)를 사용하지 않고 활물질과 고체 바인더를 직접 결합해 전극을 형성하는 방식이다.

  출처 : 투데이에너지(https://www.todayenergy.kr/)