포항공대 '배터리 주입술'이 화제다. 리튬 배터리 산업계는 어떤 새로운 기회를 맞이할까?
출시 날짜：2025-03-20
전기차 배터리가 방전되고, 휴대폰 배터리가 하루에도 몇 번씩 충전해야 할 때.
연세대학교 연구팀은 **리튬 운반체 분자 주입**을 통해 배터리 수명을1000~2000회에서12000~60000회로 급증시켰습니다(이는 ‘3년 사용’에서 ‘15년 사용’으로 바뀐 것과 같습니다).
기술적 돌파: 배터리에 ‘수명 연장 주사’를 놓아 수명이 10배 증가
이 ‘외부 리튬 공급 기술’이라는 성과는 최근 <네이처> 지에 게재되었으며, 핵심 원리는 리튬 배터리 35년 설계 논리를 뒤집었습니다.
기존 배터리는 양극 재료가 리튬 이온을 ‘자체 생산 및 판매’하는 데 의존했지만, 연세대학교 연구팀이 발명한삼플루오로메틸설폰산리튬(CF3SO2Li)은 ‘리튬 이온 배달원’과 같아서 주입 방식으로 배터리에 직접 리튬 이온을 공급하여 양극 재료의 제약을 우회합니다.
사진 출처: CCTV 뉴스 보도
240여 가지 분자를 ‘탐색’한 후, 연세대학교 연구팀은 이 물질이 비용이 저렴하고 호환성이 높으며 실제 배터리에서 효과가 있음을 확인했습니다.
85% 용량으로 감소한 인산철리튬 배터리는 주입 후 충방전11818회를 거쳐도 96% 용량을 유지했으며, 실험실 단계에서 이론적 에너지 밀도는 심지어1192Wh/kg를 돌파할 수도 있습니다(기존 삼원계 리튬 배터리의 300Wh/kg을 훨씬 웃돕니다).
실험 데이터: 85% 감소한 배터리에 주입 후11818회 사이클용량 96% 유지
산업계 충격: 누가 이익을 얻고 누가 압력을 받는가?
🔵 유리한 측: 배터리 제조업체 및 재활용 업체
▶ 주요 배터리 제조업체: 전기차를 예로 들면 배터리 교체 비용이 20만 원에서1000원대
로 감소합니다. ▶ 배터리 재활용 업체 호황: 어떤 배터리 재활용 선두 업체는 새로운 기술을 이용해 ‘현장 수리’ 장비를 배치하여업계를 ‘분해 재활용’에서 ‘수리 재사용’으로 전환하고 있습니다.
🔴 도전에 직면한 측: 리튬 광산 업체
▶ 리튬 자원 수요 급감：기술이 보편화되면 리튬 배터리의 리튬 광산 의존도가 감소합니다. — 원래 ‘배터리에는 반드시 리튬이 포함되어야 한다’는 규칙이 깨지면서 리튬 광산 수요가 감소할 수 있습니다.
▶ 리튬 산업 대응 또는 전환：현재 주요 리튬 광산업체들은 재활용 사업에 투자하기 시작했습니다. 예를 들어, 주요 리튬 광산업체들은 배터리 재활용 업체에 지분 투자를 통해 ‘광산업’에서 ‘광산업 + 재활용’ 이중 모델로 전환하려고 합니다.
CCTV 평가: “함께 기대하며, 조속한 시일 내에 적용되기를 바랍니다.”
일부 네티즌들은 매우 시급하다고 말합니다.
사진 출처: 온라인 댓글
“사용 후 폐기” 👉 “평생 수리”, 리튬 배터리 산업의 3가지 새로운 트렌드
1. “배터리 의사” 새로운 직업 등장
향후 ‘휴대폰 수리점’과 유사한배터리 수리 매장이 나타날 수 있으며, 전문가는 배터리 상태를 검사하고 적절한 양의 리튬 운반체 분자를 주입하며, 비용은 배터리 교체 비용의 1/10에 불과합니다.
전기차 사용자는 앱을 통해 ‘방문 리튬 보충’을 예약하여 주행거리 불안을 해소할 수 있습니다.
2. 에너지 저장 산업의 혁명
에너지 저장소는 배터리 수명에 대한 요구 사항이 매우 높습니다(10년 이상 필요). 새로운 기술은 비용을 60% 절감하고 광저장 통합 보급을 가속화할 수 있습니다.
생각해 보십시오. 태양광 발전소에 ‘수리 가능한 배터리’를 결합하면 20년 운영 기간 동안 리튬을 2~3회만 보충하면 되므로 유지 보수 비용이 크게 절감됩니다.
3. 재료 시스템 재구성
리튬 운반체 분자의 성공은 ‘활성 물질과 운반체 분리’라는 새로운 방향을 제시합니다.
향후 ‘코발트 프리 배터리’, ‘니켈 프리 배터리’가 더 많이 등장할 수 있으며, 심지어플라스틱, 탄소 재료와 같은 저렴한 원료로 배터리를 제조하여 희귀 금속에 대한 의존도를 완전히 없앨 수 있습니다.
두 가지 해결해야 할 과제: 환경 및 안전 문제
가스 배출 문제：리튬 운반체 분자가 분해될 때이산화황, 불화탄소 화합물이 방출되며, 전자는 발암 물질이고 후자는 오존층을 파괴합니다. 연구팀은 상용화 전에 오염 문제를 해결하기 위해 ‘배기 가스 정화 모듈’을 개발하고 있습니다.
리튬 수지상 결정 위험：기술은 리튬을 보충할 수 있지만, 이미 형성된 배터리 내부의리튬 수지상 결정(단락 위험 요인)을 제거할 수 없습니다. 향후 고체 전해질과 같은 다른 기술과 결합해야 비로소 ‘안전한 부활’을 실현할 수 있습니다.
사진 출처: CCTV 뉴스 보도
결론: 리튬 배터리 산업의 ‘특이점’
연세대학교 연구팀의 돌파구는단순한 기술 혁명이 아니라 산업 논리의 재구성입니다.
리튬 광산업체는 '역방향 채굴'을 배워야 한다;
배터리 공장은 '제품 판매'에서 '서비스 판매'로 전환해야 한다;
소비자는 '일생 동안 하나의 배터리 사용' 시대가 도래하는 것을 목격하게 될 것이다。
테슬라가 주행거리 불안에 대해 고민하는 동안, 중국 과학자들은 조용히 리튬 배터리의 미래에 대한 새로운 답을 내놓았다.
'주사 한 방'으로 인한 산업 지진은 이제 막 시작되었다.
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