UNIST에 따르면 리튬이온전지는 충전과 방전을 여러 차례 반복하면서 소재의 미세구조에 변화와 팽창이 발생한다. 전지의 성능이 저하되는 ‘열화’가 시작되는 것으로 양 기관은 열화 현상의 원인과 과정을 정밀히 분석해 근본적인 해결책을 도출할 계획이다. 또 발열과 발화 등 리튬이온전지의 이상 작동 시 발생하는 소재의 변화를 관찰한다. 특히, 전지의 발화를 유발하는 양극 구조 내 산소 원자가 온도와 전압대의 변화에 따라 어떻게 변화하는지 집중 규명한다.
분석 연구에는 ‘투과전자현미경(Transmission Electron Microscopy, 이하 TEM)’이 활용된다. TEM은 전자현미경으로 5만 볼트 이상의 고전압으로 전자를 가속시킨 뒤 이를 이용해 물체를 확대하고, 관찰한다. 짧은 파장을 갖는 전자선을 사용하기에 나노미터 단위의 미세한 구조도 관찰할 수 있다.
UNIST는 ‘UNIST-JEOL TEM 이차전지분석센터’에 이차전지 연구 전용 TEM을 국내 최초로 구축했다. UNIST가 구축한 TEM은 지올이 개발한 최신 기종으로 50억원대의 고가 장비이다. TEM은 산업통상자원부와 울산시가 지원하는 ‘그린에너지 소재기술 개발센터 구축사업’의 지원으로 마련됐다.
정무영 UNIST 총장은 “UNIST가 강점을 가지는 리튬이온전지 연구가 세계 시장을 선도하기 위해서는 정밀한 분석을 통한 근본적인 연구가 필요하다”며 “UNIST가 울산을 중심으로 한 이차전지 연구 생태계를 조성하는데 더욱 앞장 설 것”이라고 말했다.
지올이 대학과 분석센터를 구축한 것은 일본 동경대 이후 처음이다. 지올은 1949년 창립 이래 과학계측기기, 산업설비, 의료장비 등을 전문으로 생산하는 세계적 기업이다. 해외 지사가 미국, 아시아, 호주, 유럽 등에 17곳이 있으며, 지올 장비를 수입하는 국가도 30개국에 달한다.
/울산=장지승기자 jjs@sedaily.com