7일 KAIST에 따르면 공동연구팀은 1회 충전에 900km 주행, 400회 이상 재충전이 가능한 리튬금속전지 연구 결과를 공개했다. 기존 리튬이온전지의 주행거리인 약 600km보다 50% 높은 수준이다.

이들은 리튬금속전지의 구현을 위해 기존에 보고되지 않은 ‘붕산염-피란 기반 액체 전해액’을 세계 최초로 적용, 리튬금속 음극의 기술적 난제를 해결하고 그 근본원리를 규명했다.

붕산염-피란 전해액은 리튬금속 음극 표면에 형성된 수 나노미터 두께의 고체 전해질 층을 치밀한 구조로 재구성함으로써 전해액과 리튬 간의 부식 반응을 차단한다.

‘고체 전해질 층 재구성’ 기술은 덴드라이트와 부식 문제를 동시에 해결해 리튬금속 음극의 충전-방전 효율을 향상하는 것은 물론, 기존보다 배터리 음극재와 전해액의 무게를 크게 줄일 수 있어 에너지 밀도를 높일 수 있는 특징이 있다.

특히 이번 연구에서 구현된 리튬금속전지는 구동 시 높은 온도와 압력이 요구되지 않아 전기차의 주행거리를 높이기 위한 간소화된 전지 시스템 설계가 가능하다.

김 교수는 “이번 연구는 지금까지 실현 불가능하다고 여겨진 액체 전해액을 기반으로 하는 리튬금속전지의 구현 가능성을 가시화한 연구”라고 말했다.

한편 연구결과는 세계적인 학술지 `네이처 에너지’에 지난달 온라인 게재됐다.