용어사전

무음극 리튬금속전지

[Anode-free Lithium Metal Battery]

리튬이온전지의 핵심 구성 요소인 음극재를 없애고, 양극에서 나온 리튬이 구리 집전체 위에 직접 쌓이도록 설계한 차세대 이차전지다. 기존 배터리의 부피를 차지하던 음극 소재를 제거해 에너지 밀도를 극대화한 것이 특징이다.

포스텍 박수진 교수·KAIST 최남순 교수·경상국립대 이태경 교수 공동 연구팀은 2025년 12월 무음극 리튬금속전지에서 부피 에너지 밀도 1,270Wh/L를 구현하는 데 성공했다고 발표했다. 이는 현재 전기차용 리튬이온전지(약 650Wh/L) 대비 약 2배 수준이다. 연구팀은 리튬이 정해진 자리에만 모이게 하는 '리튬 호스트'와 수직 성장을 막는 '설계형 전해질'을 도입해 덴드라이트 문제를 해결했다.

100회 충·방전 후에도 초기 용량의 81.9%를 유지하며, 평균 99.6%의 에너지 효율을 기록했다. 실험실 수준을 넘어 실제 산업용 파우치형 전지에서 성능을 검증했다는 점에서 상용화가 한층 앞당겨질 것으로 전망된다.

이번 연구 성과는 국제 재료 과학 학술지 '어드밴스드 머터리얼즈(Advanced Materials)'에 게재됐다.

이 전지는 전기차(EV), 도심 항공 모빌리티(UAM), 그리고 모바일 기기 등 에너지 밀도와 경량화가 핵심인 다양한 제품에 사용될 것으로 기대된다.