“이번 연구 결과가 실생활과 산업 전반에 기여하는 기술로 발전하길 기대합니다.”

조선대학교와 충남대학교 공동연구팀이 리튬이온전지의 초기 용량 손실을 개선할 수 있는 계면 제어 기반의 신소재 기술을 개발해 국제적으로 권위 있는 학술지에 연구 성과를 발표했다.

조선대학교 이정수 교수(생명화학공학과·사진)와 충남대학교 송우진·임종철 교수 공동연구팀은 리튬이온전지의 효율과 내구성을 동시에 향상시킬 수 있는 소재 기술을 개발해 에너지 분야 국제학술지 ‘International Journal of Energy Research’ 2025년 7월호에 논문을 게재했다고 31일 밝혔다. 해당 저널은 JCR 상위 1%에 해당하는 세계적 권위의 학술지다.

연구팀은 흑연(Graphite) 음극의 표면 구조를 정밀하게 조절하고, 여기에 특수 액체 물질인 이온성 액체(Ionic Liquid)를 도입해 성능 저하의 주요 원인을 해결

조선대학교 박희경 연구원.

했다. 특히, 초기 비가역 용량 손실로 알려진 리튬 손실을 줄이고, 전극의 내부 저항을 낮추는 데 성공했다.

핵심은 흑연의 가장자리에 ‘4-브로모벤조산’을 도입한 뒤, 이를 기반으로 이온성 액체 전구체를 공유결합 형태로 적용한 계면 제어 기술이다. 이를 통해 전극과 전해질 경계면에서 발생하는 불필요한 반응과 저항을 억제하고, 얇고 균일한 고체전해질계면(SEI) 층 형성을 유도했다.

이 결과, 충전·방전 반복 시에도 성능 저하가 적고 고속 충전 안정성도 크게 향상된 것으로 확인됐다. 이번 기술은 전기차 주행거리 증대, 스마트폰 배터리 수명 연장, 에너지 저장장치(ESS)의 효율 개선 등 광범위한 응용 가능성을 갖고 있다.

이 교수는 “이번 연구는 소재 구조 제어를 통해 배터리 성능을 안정적으로 끌어올릴 수 있음을 입증한 성과”라며 “실생활과 산업 전반에 기여하는 기술로 발전하길 기대한다”고 밝혔다.

이번 연구는 한국연구재단 기초연구사업(NRF-2020R1I1A3071687)의 지원을 받아 수행됐으며, 조선대학교 박희경 연구원(사진)과 충남대학교 송치경 연구원이 공동 제1저자로 참여했다.