개발 단계 리튬전지 성능 예측하는 SW 개발

개발 단계 리튬전지 성능 예측하는 SW 개발

KIST 연구진, 인터넷에 공개…연구자 무상 이용 가능

(서울=연합뉴스) 신선미 기자 = 개발 중인 리튬이온전지의 성능저하와 안전성 등을 예측할 수 있는 소프트웨어(SW)가 개발됐다. 효율이 높고 안전한 전지 개발에 도움이 될 것으로 기대된다.

한국과학기술연구원(KIST)은 한상수 박사팀이 리튬이온전지의 전극과 다양한 전해질 사이의 반응을 미리 알아볼 수 있는 SW를 제작했다고 6일 밝혔다. 이 SW는 전지 연구자들이 무상으로 이용할 수 있도록 지난달 1일부터 인터넷(http://battery.vfab.org)에 공개돼 있다.








리튬이온전지는 휴대전화, 노트북, 디지털카메라 등 실생활에 많이 쓰인다. 그러나 충전과 방전을 거듭하면 성능이 줄어드는데, 이는 전극 표면에 '전극-전해질 계면막'(SEI)이 쌓이기 때문이다. 이 막은 전지 폭발 사고를 일으킬 수도 있다.

따라서 전지 연구 단계에서 전극과 새 전해질 사이에 이 막이 생기는 과정을 미리 살펴야 하는데, 현재 분석 장비로는 이를 알아내기가 쉽지 않다.

이에 연구진은 '리액티브 포스 필드'(ReaxFF)라는 자체 컴퓨터 시뮬레이션 기술을 적용해, 막이 생성되는 과정을 미리 알아볼 수 있는 SW를 제작했다.

현재 리튬이온전지의 성능을 개선하기 위해 연구자들은 에틸렌카보네이트계 용매에 리튬염 등을 첨가해가며 다양한 전해질을 만든다.

이 SW를 활용하면 새 전해질과 전극 사이의 화학반응을 예측할 수 있고, 전해질이 분해될 때 나오는 가스의 양도 계산할 수 있다.

한상수 박사는 "전해질의 종류에 따라 전극 표면에서 일어나는 화학반응을 예측해 전해질 및 첨가제 개발의 비용을 절감하고, 개발 시기를 앞당길 수 있다"라고 말했다. 그는 "실제 실험과 유사한 조건에서 결과를 도출할 수 있는 것도 이 기술의 장점"이라고 덧붙였다.

이번 연구는 KIST 기관고유사업, 산업통상자원부 산업핵심기술개발사업의 지원으로 수행했으며 결과는 이날 국제학술지 '저널 오브 피지컬 케미스트리 레터스'(Journal of Physical Chemistry Letters)에 실렸다.







sun@yna.co.kr



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