리튬이온배터리 신기술 관련 이미지 자료./사진제공=상명대

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상명대학교는 강상욱 화학에너지공학과 교수 연구팀(제1저자 심효정 석사과정)이 친환경 고분자 소재를 활용한 고성능 리튬이온배터리 분리막 개발에 성공했다고 3일 밝혔다.

연구팀은 천연 유래 고분자인 '수산화에틸셀룰로오스'(HEC)를 부직포 위에 코팅하고, 진공을 이용한 '비용매 유도 상분리'(NIPS) 공정을 적용했다.

기존 상용 분리막은 투과성이 낮거나 고온에서 수축·변형돼 화재나 폭발로 이어질 위험이 있었다. 연구팀은 이를 해결하기 위해 분리막 내부에 곧고 균일한 '직선형 통로'(straight pore channels)를 뚫는 방식을 고안했다.

개발된 분리막은 리튬 이온이 빠르게 이동할 수 있어 전달 효율이 크게 향상됐다. 실험에서 공기 투과저항(Gurley 값)이 획기적으로 낮아졌으며, 전해질이 잘 스며드는 초친수성 특성을 보여 배터리의 충·방전 속도 개선에도 기여할 것으로 나타났다. 또한 열적 안정성도 확보해 화재 위험을 낮췄다.

강상욱 교수는 "친환경 소재와 간단한 공정 개선만으로 기존 분리막의 한계를 극복했다"면서 "고투과성과 열안정성을 동시에 만족하는 차세대 리튬이온배터리 분리막으로서 상용화 잠재력이 크다"고 설명했다.

이번 연구 성과는 JCR 상위 8.4%에 해당하는 국제 저명 학술지 '셀룰로오스'(Cellulose) 2026년 1월호에 게재됐다.

이민호 기자 leegija@mt.co.kr

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