한양대·강원대, 차세대 마그네슘 전지 앞당길 신기술 개발

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김응열 기자I 2025.09.16 10:45:36

이차전지 폭발 위험 높이는 바늘 모양 금속 ‘덴드라이트’ 억제 기술

[이데일리 김응열 기자] 한양대는 화학공학과의 임희대 교수 연구팀이 임형규 강원대 화공·생물공학부 교수와 함께 무음극 금속 전지에서 나타나는 불균일 금속 전착 문제를 해결할 기술을 개발했다고 16일 밝혔다.

(왼쪽부터)한양대의 류희승 연구원, 임희대 교수, 강원대의 임형규 교수. (사진=한양대)
기존 금속 전지는 충·방전 과정에서 금속이 불균일하게 쌓이며 바늘 모양의 덴드라이트가 성장하는 한계를 갖고 있었다. 이는 전지 단락과 폭발의 원인 중 하나로 꼽히며 전지 성능과 수명, 안전성 개선을 막는 문제로 지적돼 왔다.

연구팀은 이를 극복하기 위해 집전체의 면(결정 방향)을 한 방향으로 정렬하는 방식을 도입했다. 시중에서 구할 수 있는 아연 포일을 열처리해 면 중심으로 정렬하고 표면 거칠기와 결함을 줄이는 공정을 도입했다.

이번 연구는 저비용 차세대 전지로 주목받는 마그네슘 이차전지에서 검증됐다. 마그네슘 금속 전지는 안전성 등 여러 장점을 갖췄으나 불균일 금속 성장으로 상용화에 어려움이 있었다. 이번 연구 성과로 마그네슘 전지 상용화에 한 발 다가간 셈이다.

임희대 교수는 “앞으로도 무음극 금속 전지 상용화를 위해 해당 기술을 최적화하고 대량 생산 가능성을 높이는 후속 연구를 이어가겠다”며 “이번 기술은 전지 산업이 요구하는 단순성·재현성·확장성을 모두 갖춘 해법으로 상용화를 앞당길 중요한 전환점이 될 것”이라고 말했다.

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