미래창조과학부는 울산과학기술대학교(UNIST) 이상영 교수팀과 LG화학 배터리연구소 김종훈 박사팀의 협업을 통해 오팔 보석 구조와 정반대 형태의 역(inverse) 오팔 구조를 갖는 신개념 분리막을 개발했다고 24일 밝혔다.

개발된 역 오팔 분리막은 150℃ 고온에서도 전혀 열 수축이 발생하지 않는다. 리튬 이차전지에 적용한 결과 기존 전지보다 3배 이상 출력이 높았고 충전 속도와 수명이 2배이상 향상되었다. 전지 폭발 및 발화 위험성도 크게 감소됐다.

분리막 소재로 주로 사용되는 폴리에틸렌과 폴리프로필렌은 낮은 기공도와 불균일한 구조로 돼 있어 전기차 배터리와 같은 차세대 전지에서 요구되는 고출력, 고속충전 등의 특성을 확보하기 어려웠다. 또 전지 온도 상승 시 분리막 열 수축에 의해 양극과 음극이 맞닿아 폭발할 위험도 있었다.

미래부 박재문 연구개발정책실장은 "이번 연구성과가 상용화 되면 기존 소형 전지뿐 아니라 전기자동차 및 스마트 그리드용 중대형 전지의 성능과 안전성을 한 차원 향상할 수 있을 것“이라고 말했다.

한편 이번 연구는 미래부 ‘기후변화대응 기술개발사업’ 지원을 받아 수행됐고 미국화학회(ACS)에서 발행하는 화학·재료과학분야 국제학술지 ‘나노레터스’ 온라인판에 소개됐다.