칭화대, 대두 단백질 전고체 배터리 기술 돌파 – 친환경 소재로 고온·장수명 작동 실현

SMM 11월 05일 뉴스:

요점: 칭화대 연구진이 재생 가능한 대두 단백질을 혁신적으로 활용하여 고성능 고체 전해질을 개발했습니다. 이 소재는 견고하고 유연한 3차원 네트워크 구조를 형성하여 배터리가 120°C의 고온에서 800회 이상 안정적으로 사이클링할 수 있게 하며, 환경 영향을 크게 줄여 차세대 친환경 배터리의 새로운 길을 열었습니다.

2025년 11월 2일, 칭화대 연구팀이 대두 단백질 기반의 혁신적인 고체 전해질을 성공적으로 개발하여 고체 배터리 분야에서 돌파구를 마련했으며, 이는 차세대 배터리에 효율적이고 장수명의 친환경 솔루션을 제공할 것으로 기대됩니다.
"우리의 연구는 친환경적이고 지속 가능한 바이오매스 소재를 배터리 과학 기술 분야에 적용하는 것을 촉진합니다."라고 논문 저자 중 한 명인 션 양 교수가 말했습니다. "기존 전해질에 비해 대두 단백질을 이용해 개발한 전해질은 폐기물 발생을 줄일 뿐만 아니라 환경 영향을 크게 낮춥니다."


장점: 재생 가능한 자원인 대두 단백질은 저비용, 무독성, 생분해성이라는 특징을 지닙니다. 연구팀은 화학적 개질을 통해 이온 전도성을 향상시켰으며, 형성된 3차원 네트워크 구조는 높은 강도와 유연성을 동시에 갖추어 고체 전해질의 기계적 요구 사항을 완벽히 충족합니다.
실험 결과 이 전해질을 사용하여 조립된 고체 배터리는 우수한 성능을 보였습니다: 60°C에서 2,000시간 동안 안정적으로 작동했으며, 120°C의 고온에서도 800회 충방전 후 초기 용량의 75%를 유지했습니다. 이 특성은 고온 응용 시나리오에서 독보적인 이점을 제공하지만, 기존 리튬 이온 배터리는 60°C를 초과하면 성능 저하와 안전 위험에 직면합니다.
대두 단백질 전해질은 전극과 얇고 균일한 안정적인 계면층을 형성하며, 우수한 유연성으로 배터리 충방전 사이클 중 부피 변화를 효과적으로 수용하여, 계면 불안정성으로 인한 배터리 성능 저하라는 업계 과제를 근본적으로 해결합니다.
생애 주기 평가 데이터에 따르면, 해당 소재의 전체 제조 과정에서 환경에 미치는 영향은 기타 유기 전해질보다 현저히 낮으며, 적용 과정에서 배출되는 독성 및 휘발성 화합물도 더 적습니다.
과제: 생산 확장성, 장점: 친환경.

최신 기술 혁신

SMM 전망에 따르면, 전고체 배터리 출하량은 2028년까지 13.5기가와트시에 도달할 것으로 예상되며, 반고체 배터리 출하량은 160기가와트시에 이를 것으로 전망됩니다. 2030년까지 전 세계 리튬 이온 배터리 수요는 약 2,800기가와트시로 추정되며, 2024년부터 2030년까지 전기차, ESS, 가전제품의 리튬 이온 배터리 수요 연평균 성장률은 각각 약 11%, 27%, 10%입니다. 전 세계 전고체 배터리 보급률은 2025년 약 0.1%에서 2030년 약 4%로 증가할 전망입니다. 2035년에는 전고체 배터리의 전 세계 보급률이 10%에 근접할 수 있습니다.

**참고:** 전고체 배터리 개발 관련 상세 정보나 문의 사항은 다음으로 연락 바랍니다.
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담당자: 양차오싱. 감사합니다!