전기차의 주행거리를 늘리기 위해서는 배터리 전극의 에너지 밀도를 높이는 압착 공정이 필수적입니다. 그러나 전극을 강하게 누르면 내부 공간이 좁아져 리튬 이온의 이동이 방해를 받고 저항이 증가해 오히려 배터리의 수명이 단축되는 부작용이 있었습니다. 국내 연구진은 이 모순을 극복하기 위한 혁신적인 접근법을 시도했습니다.

경북대학교와 KAIST 공동 연구팀은 기존 압착 공정에 정밀 레이저 기술을 결합하여 전극 표면에 아주 미세한 패턴의 길을 만들었습니다. 이를 통해 전해질이 고르게 스며들게 하고 리튬 이온이 막힘없이 원활하게 이동할 수 있는 경로를 확보함으로써 배터리 내부의 계면 저항⁽²⁾을 무려 56%나 억제하는 데 성공했습니다.

새롭게 설계된 레이저 구조화 전극은 가혹한 빠른 충방전 조건에서도 뛰어난 용량 유지 성능을 입증했습니다. 또한 배터리 성능 저하의 주원인인 니켈 용출 현상을 약 30% 감소시켰으며 내부 이온 이동의 불균일성을 절반으로 줄여 반복적인 사용에도 배터리 열화를 극적으로 지연시켰습니다.