전체기사 최신뉴스 GAM
KYD 디데이
홈 경제 과학기술

속보

더보기

KAIST, 리튬금속 배터리 덴드라이트 억제 기술 개발

기사입력 :

최종수정 :

※ 본문 글자 크기 조정

  • 더 작게
  • 작게
  • 보통
  • 크게
  • 더 크게

※ 번역할 언어 선택

12분 고속 충전·고전류 구동 동시 구현

[세종=뉴스핌] 이경태 기자 = 한국과학기술원(KAIST)은 생명화학공학과 최남순 교수팀과 신소재공학과 홍승범 교수팀, 고려대학교 곽상규 교수팀이 리튬금속 배터리의 상용화를 가로막던 핵심 난제를 해결했다고 24일 밝혔다.

리튬금속 배터리는 기존 리튬이온 배터리보다 에너지 밀도가 높아 차세대 전기차 배터리로 주목받고 있다. 하지만 충전 과정에서 전극 표면에 바늘 모양의 결정인 '덴드라이트'가 형성되면서 배터리 수명이 단축되고 화재 위험이 높아지는 문제가 상용화의 최대 걸림돌로 작용해왔다.

리튬금속 배터리 상용화 난제 해결 AI 생성이미지 [사진=한국과학기술원] 2026.02.24 biggerthanseoul@newspim.com

이는 충·방전 과정에서 전극과 전해질이 맞닿는 경계면이 고르게 유지되지 못하는 '계면 불안정성' 때문이다. 덴드라이트가 자라나면 배터리 내부 단락과 화재로 이어질 수 있어 리튬금속 배터리의 안전성 확보가 필수적이다.

연구팀은 배터리 전해질에 '티오펜(Thiophene)'을 첨가해 전극 표면에 리튬 이온이 안정적으로 이동할 수 있는 지능형 보호막을 구현했다. 이 보호막은 전자 구조가 스스로 재배열되는 특징을 지닌다. 리튬 이온이 이동할 때마다 보호막 내부의 전하 분포가 유연하게 변하며 최적의 통로를 형성하는 방식이다.

연구팀은 밀도범함수이론(DFT) 시뮬레이션을 통해 이 원리를 규명했으며, 기존 상용 첨가제보다 훨씬 뛰어난 안정성을 확인했다. 또한 실시간 원자간력 현미경(In-situ AFM)으로 나노미터 수준에서 배터리 내부를 직접 관찰해 높은 전류 조건에서도 리튬이 표면에 균일하게 쌓이고 제거되는 것을 확인했다.

그 결과, 연구팀은 12분 내 빠른 충전과 8mA/cm² 이상의 고전류 구동을 동시에 구현하는 데 성공했다. 8mA/cm²는 배터리 전극 1cm² 면적당 8mA의 전류가 흐르는 수준으로, 통상 고전류로 평가되는 4mA/cm²보다 2배 이상 높은 조건이다. 이는 전기차의 고속 충전 및 급가속과 같은 실제 사용 환경에 근접한 수준이다.

이번 기술은 리튬 인산철(LiFePO4), 리튬 코발트 산화물(LiCoO2), 리튬 니켈-코발트-망간 산화물(LiNixCoyMn1-x-yO2) 등 현재 널리 쓰이는 다양한 양극 소재에 적용할 수 있다. 특정 배터리 유형에 한정되지 않고 기존 전기차 배터리 시스템 전반에 폭넓게 활용 가능해 산업 전반에 미칠 파급효과가 클 것으로 기대된다. 초장거리 전기차는 물론 도심 항공 모빌리티(UAM), 차세대 고밀도 에너지 저장 시스템 등에도 적용될 전망이다.

최남순 교수는 "이번 연구는 단순한 소재 개선이 아니라 전자 구조를 설계해 배터리의 근본 문제를 해결한 성과"라며 "고속 충전과 긴 수명을 동시에 구현하는 차세대 전기차 배터리의 핵심 기반 기술이 될 것"이라고 밝혔다.

이번 연구 결과는 재료·에너지 분야 국제 학술지 '인포맷(InfoMat)'에 2월 2일 게재됐다. KAIST 최남순 교수, 홍승범 교수, 이정아 연구원, 조윤한 연구원이 공동 제1저자로 참여했으며, 현대자동차와 한국연구재단 중견연구사업의 지원을 받아 수행됐다.

biggerthanseoul@newspim.com

[뉴스핌 베스트 기사]

사진
펜싱 구본길, 25년 선수 생활 마침표 [서울=뉴스핌] 한지용 기자 = 올림픽 금메달 3개와 아시안게임 금메달 6개를 목에 걸었던 한국 펜싱 남자 사브르의 전설 구본길(37)이 25년간의 선수 생활을 마무리했다. 구본길은 지난 24일 자신의 사회관계망서비스(SNS)를 통해 "이번 전국체육대회를 끝으로 25년간 이어온 선수 생활을 마무리했다"며 현역 은퇴를 발표했다. [서울=뉴스핌] 파리 올림픽 펜싱 사브르 국가대표로 활약했던 구본길. [사진=대한체육회] 지난 5월 인천에서 열린 SK텔레콤 그랑프리를 끝으로 태극마크를 내려놓은 구본길은 이달 16일부터 21일까지 열린 제107회 전국체육대회에 부산광역시청 소속으로 출전했다. 남자 일반부 개인전과 단체전을 마지막으로 선수 생활에 마침표를 찍었다. 2008년 성인 국가대표로 발탁된 구본길은 18년간 한국 남자 사브르의 중심에서 활약했다. 한때 개인 세계랭킹 1위에 올랐으며, 올림픽과 아시안게임 등 주요 국제대회에서 수많은 메달을 수확했다. 특히 2012 런던, 2020 도쿄, 2024 파리 올림픽에서 남자 사브르 단체전 금메달을 획득하며 3연패를 이끌었다. 2016 리우데자네이루 대회에서는 남자 사브르 단체전이 열리지 않았다.  아시안게임에서도 뚜렷한 발자취를 남겼다. 2010 광저우, 2014 인천, 2018 자카르타·팔렘방 대회에서 남자 사브르 개인전 3연패를 달성했다. 단체전에서도 2014 인천, 2018 자카르타·팔렘방, 2022 항저우 대회까지 3회 연속 정상에 올랐다. 아시안게임 통산 금메달은 6개다. 남자 수영 박태환, 여자 펜싱 남현희 등과 함께 한국 선수 역대 최다 금메달 타이기록을 보유하고 있다. 세계선수권대회에서는 단체전 금메달 4개를 차지했고, 아시아선수권대회에서도 개인전 7개와 단체전 10개를 포함해 총 17개의 금메달을 목에 걸었다. 선수 생활을 마친 구본길은 지도자 등 새로운 역할을 통해 한국 펜싱 발전에 기여하겠다는 계획이다. football1229@newspim.com 2026-10-25 14:42
사진
김정은, 1년만에 중국 방문 [서울=뉴스핌] 송은정 기자 = 김정은 북한 국무위원장이 24일 중국을 전격 방문했다. 통일부에 따르면 김 위원장은 이날 신압록강대교를 거쳐 중국 랴오닝성 단둥에 도착한 것으로 전해졌다. 김정은 북한 국무위원장 [사진=북한매체 종합] 김 위원장은 이날 오전 평양에서 열차를 이용해 신의주를 방문한 후, 신의주에서 신압록강대교를 이용해 단둥으로 이동한 것으로 알려졌다. 신압록강대교는 북중 최대 교역 거점인 단둥과 평안북도 신의주를 잇는 왕복 4차로 교량이다. 지난 15일 공식 개통된 바 있다. 앞서 일본 교도통신은 외교 소식통을 인용해 단둥의 일부 지역에서 엄격하게 교통을 통제했고 북한 고위급 인사 방문과 관련된 조치라는 관측이 나온다고 보도했다. 김 위원장의 이번 방중은 지난해 9월 중국 전승절 80주년 열병식 참석을 위해 베이징을 방문한 지 약 1년 만에 이루어진 전격적인 행보다. 오는 25일은 한국전쟁 당시 중국이 북한에 지원군을 보내 참전한 지 76주년이 되는 날이다. 이를 기념해 김 위원장이 중국에 방문하는 것으로 분석된다. 시진핑 중국 국가주석과 정상회담이 성사되면 지난 6월 시 주석의 평양 방문 이후 4개월 만의 북·중 정상 회동이 된다. yuniya@newspim.com 2026-10-24 15:57
기사 번역
결과물 출력을 준비하고 있어요.
종목 추적기

S&P 500 기업 중 기사 내용이 영향을 줄 종목 추적

결과물 출력을 준비하고 있어요.

긍정 영향 종목

  • Lockheed Martin Corp. Industrials
    우크라이나 안보 지원 강화 기대감으로 방산 수요 증가 직접적. 미·러 긴장 완화 불확실성 속에서도 방위산업 매출 안정성 강화 예상됨.

부정 영향 종목

  • Caterpillar Inc. Industrials
    우크라이나 전쟁 장기화 시 건설 및 중장비 수요 불확실성 직접적. 글로벌 인프라 투자 지연으로 매출 성장 둔화 가능성 있음.
이 내용에 포함된 데이터와 의견은 뉴스핌 AI가 분석한 결과입니다. 정보 제공 목적으로만 작성되었으며, 특정 종목 매매를 권유하지 않습니다. 투자 판단 및 결과에 대한 책임은 투자자 본인에게 있습니다. 주식 투자는 원금 손실 가능성이 있으므로, 투자 전 충분한 조사와 전문가 상담을 권장합니다.
안다쇼핑
Top으로 이동