ⓒ데일리포스트=이미지 출처/Flickr

ㅣ데일리포스트=김정은 기자ㅣ휴대폰이나 노트북 등 전자기기를 충전기에서 분리한 후 전원을 끄고 전혀 사용하지 않아도 배터리는 소모된다. 

이러한 '자연 방전(자기방전·self‑discharge)' 현상의 원인을 캐나다 달하우지대학 연구팀이 밝혀냈다. 연구 논문은 전기화학분야 국 제학술지 '미국전기화학회지(Journal of The Electrochemical Society)'에 게재됐다. 

ⓒ데일리포스트=이미지 출처/Journal of The Electrochemical Society

달하우지대 마이클 메츠거(Michael Metzger) 박사 연구팀은 리튬이온전지의 셀이 자연 방전되는 원인을 조사 중이며, 연구의 일환으로 리튬이온전지 셀(lithium-ion battery cells)을 다양한 온도에 노출시킨 뒤 분해를 진행했다.

일반적인 전해질 용액을 포함한 리튬이온전지 셀을 가열한 결과 25℃ 셀의 전해질 용액은 투명한 상태였지만 55℃ 전해액은 연갈색, 70℃ 때는 붉은색을 보였다.

ⓒ데일리포스트=이미지 출처/Journal of The Electrochemical Society

이후 전해질 용액의 화학 분석을 통해 조성을 조사한 결과, 배터리 셀의 전극을 고정하기 위한 테이프를 구성하는 '폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate)'가 화학 분해되어 자연 방전으로 이어지는 분자를 생성하는 것을 발견했다.

'레독스 셔틀(redox shuttle)'로 불리는 이 분자가 전극의 플러스 쪽과 마이너스 쪽을 왕복함으로써 실제로 배터리를 구동시키지 않았음에도 배터리 구동 시와 같이 백그라운드에서의 자연 방전이 이루어진 것이다. 

메츠거 박사는 "자연 방전의 원인으로 배터리 내 테이프나 플라스틱 필름 등은 지금까지 연구가 이루어지지 않아 이 원인을 예상하지 못했다"면서 "이는 상업적으로 큰 발견이다. 분명 배터리 셀 개선에 도움이 될 것으로 생각한다"고 말했다.

이번 연구는 기존 폴리에틸렌 테레프탈레이트 테이프를 대체하는 열화가 적은 안정적인 재질의 테이프 채택으로 이어질 가능성이 있다. 실제로 논문 발표를 계기로 다수의 기업이 배터리 성능 개선을 모색하고 있는 것으로 알려졌다.

저작권자 © 데일리포스트 무단전재 및 재배포 금지