KPI뉴스 - 포스텍 연구팀, 손상된 황화물계 고체전해질 성능 되살리는 기술 개발

  • 맑음강화17.8℃
  • 맑음흑산도15.8℃
  • 맑음양평22.3℃
  • 맑음순창군25.0℃
  • 맑음울진26.2℃
  • 맑음서울21.3℃
  • 맑음경주시24.7℃
  • 맑음제주20.6℃
  • 맑음제천21.7℃
  • 맑음안동24.7℃
  • 맑음부여21.3℃
  • 맑음홍천22.9℃
  • 맑음보령17.3℃
  • 맑음광양시20.7℃
  • 맑음성산20.4℃
  • 맑음양산시21.0℃
  • 맑음동두천20.0℃
  • 맑음광주23.5℃
  • 맑음해남21.1℃
  • 맑음북부산19.8℃
  • 맑음영주22.4℃
  • 맑음영덕24.6℃
  • 맑음대전23.5℃
  • 맑음여수18.8℃
  • 맑음부산18.8℃
  • 맑음포항26.2℃
  • 맑음장흥19.8℃
  • 맑음완도21.9℃
  • 맑음부안20.9℃
  • 맑음원주23.2℃
  • 맑음서청주23.3℃
  • 맑음강진군20.4℃
  • 맑음영광군20.6℃
  • 맑음강릉25.8℃
  • 맑음남해19.0℃
  • 맑음태백19.3℃
  • 맑음김해시20.3℃
  • 맑음보성군20.6℃
  • 맑음군산20.0℃
  • 맑음고흥20.0℃
  • 맑음충주23.6℃
  • 맑음상주24.3℃
  • 맑음거창24.6℃
  • 맑음추풍령22.7℃
  • 맑음세종22.6℃
  • 맑음거제18.7℃
  • 맑음합천24.2℃
  • 맑음영천24.7℃
  • 맑음청송군24.6℃
  • 맑음고창21.6℃
  • 맑음속초25.0℃
  • 맑음북강릉24.9℃
  • 맑음서귀포21.3℃
  • 맑음목포20.1℃
  • 맑음춘천22.8℃
  • 맑음동해25.8℃
  • 맑음대관령18.1℃
  • 맑음밀양24.2℃
  • 맑음영월22.5℃
  • 맑음울릉도18.1℃
  • 맑음창원20.0℃
  • 맑음대구26.6℃
  • 맑음봉화22.4℃
  • 맑음남원24.9℃
  • 맑음함양군25.5℃
  • 맑음정선군22.0℃
  • 맑음철원20.9℃
  • 맑음수원21.4℃
  • 맑음구미26.3℃
  • 맑음서산19.4℃
  • 맑음전주21.5℃
  • 맑음통영20.0℃
  • 맑음파주19.7℃
  • 맑음순천20.5℃
  • 맑음임실22.4℃
  • 맑음천안22.0℃
  • 맑음장수22.2℃
  • 맑음의성25.3℃
  • 맑음금산22.2℃
  • 맑음북춘천23.0℃
  • 맑음홍성20.8℃
  • 맑음백령도14.6℃
  • 맑음진도군19.3℃
  • 맑음청주24.6℃
  • 맑음북창원22.1℃
  • 맑음인천18.6℃
  • 맑음진주20.4℃
  • 맑음고산18.2℃
  • 맑음문경23.5℃
  • 맑음의령군23.1℃
  • 맑음정읍21.5℃
  • 맑음이천22.5℃
  • 맑음고창군21.5℃
  • 맑음울산20.2℃
  • 맑음보은23.2℃
  • 맑음산청22.2℃
  • 맑음인제21.6℃

포스텍 연구팀, 손상된 황화물계 고체전해질 성능 되살리는 기술 개발

장영태 기자
기사승인 : 2025-11-13 09:40:32
황화물계 고체전해질 약점 '복구'까지 해내
전고체전지 상용화 앞당길 중요한 전환점 될 것 전망

포스텍 연구팀이 '프러시안 블루 유사체(PBA)'를 활용해 손상된 황화물계 전고체전지의 성능을 회복시키는 기술을 개발했다.

 

▲ 포스텍 공동연구팀 사진(왼쪽부터 이상민교수, 조창신교수, 고수민씨, 정혜빈씨.) [포스텍 제공]

 

포스텍은 배터리공학과·신소재공학과 이상민 교수, 배터리공학과·화학공학과 조창신 교수, 배터리공학과 통합과정 고수민 씨, 화학공학과 박사과정 정혜빈 씨 공동연구팀이 손상된 황화물계 고체전해질의 성능을 되살리는 기술을 개발했다고 13일 밝혔다.

 

이 연구는 전고체전지 상용화를 앞당길 핵심 기술로 평가받으며 재료 분야 국제 학술지 '어드밴스드 머터리얼즈' 온라인판에 게재됐다.

 

불이 나지 않는 안전한 배터리, 바로 '전고체전지'다. 액체 대신 고체 전해질을 사용하기 때문에 폭발 위험이 적고 수명이 길다. 특히 '황화물계 전해질'은 이온전도도가 높고 전극과의 접착력이 우수해 전고체전지의 유망한 소재로 꼽힌다.

 

하지만 이 전해질은 공기 중 극소량의 수분에도 쉽게 반응해 성능이 급격히 떨어지고, 황화수소와 일산화탄소 같은 독성 가스가 발생한다는 치명적인 단점을 갖고 있다.

 

연구팀은 황화물계 전해질 일종인 LPSCl(황화물계 고체전해질의 일종)에 '프러시안 블루 유사체(PBA)'를 첨가하는 방법에 주목했다. PBA는 내부에 물과 기체를 흡수할 수 있는 구조로 수분에 의한 손상을 막을 뿐 아니라 이미 열화된 전해질의 성능을 회복시키는 역할까지 수행할 수 있다.

 

연구팀은 망간 기반 PBA를 황화물계 전해질인 LPSCl과 혼합하여 복합 전해질을 제작해 실험한 결과, PBA를 4% 정도 첨가한 전해질은 기존과 유사한 수준의 높은 이온전도도를 유지하면서 수분에 노출됐을 때 황화수소 발생량이 1/4, 일산화탄소는 1/10 수준으로 줄었다.

 

또한 500회의 충·방전 이후에도 초기 용량의 85.4%를 유지하는 등 우수한 전기화학적 성능을 보였다.

 

특히 이미 수분에 노출되어 손상된 전해질도 단순히 PBA를 섞는 것만으로 복구되었다는 점이다. 5%의 상대습도 환경에서 6시간 노출된 LPSCl은 10사이클 후 급격히 용량이 감소했지만, MPB를 혼합한 경우 500사이클 동안 99.9%의 쿨롱 효율과 95.2%의 용량 유지율을 기록했다.

 

조창신 교수는 "PBA는 단순한 보호제를 넘어, 손상된 전해질을 '되살리는' 새로운 역할을 한다"며 "전고체전지 상용화를 앞당길 중요한 전환점이 될 것"이라고 말했다.

 

KPI뉴스 / 장영태 기자 3678jyt@kpinews.kr

 

[저작권자ⓒ KPI뉴스. 무단전재-재배포 금지]