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전해질을 고체로…에너지밀도 높고 안전성 뛰어나

배터리란 뭘까요. 흐르는 에너지를 저장했다가 쓸 수 있도록 하는 전자장치죠. 배터리가 발달한다는 건 에너지를 그만큼 자유자재로 활용할 수 있다는 의미이기도 합니다. 배터리의 기술변화 그리고 이로 인한 파급효과 등은 비문학 지문을 통해 언제든 출제될 수 있습니다. 수능은 종종 기술변화에 대한 지문을 다루니까요. 전고체 배터리란우리가 일상에서 자주 사용하는 스마트폰이나 무선 청소기, 심지어 전기차에 이르기까지 배터리가 들어가는 전자제품은 대부분 리튬이온전지(배터리)를 씁니다. 이를 ‘2차전지’라고 하죠. 먼저 전지가 무엇인지부터 알아보면, 전지라는 건 전자의 이동으로 생기는 에너지를 전기에너지로 만드는 장치입니다. 전자를 내보내고 싶어 하는 물질은 양극, 전자를 얻고 싶어 하는 물질은 음극에 놓죠. 물이 높은 곳에서 위치에너지를 갖는 것처럼 전자도 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동하며 전기에너지를 발생시킵니다. 문제는 양극에서 음극으로 전자가 한 번 넘어간 다음 다시 돌아가지 못한다는 것이에요. 1차전지인 건전지가 다 그렇습니다. 아무리 충전해봐도 소용이 없지요반면 2차전지는 다시 쓸 수 있습니다. 음극으로 간 전자가 양극으로 돌아가죠. 전자를 내보내는 양극에 어떤 물질을 놓느냐에 따라 다른데, 여기에 리튬이 들어 있는 양극재를 놓아요. 리튬은 알칼리성금속으로 전자를 쉽게 내놓습니다. 그렇게 양극을 떠난 게 리튬이온이에요. 음극으로 갔던 리튬이온은 외부의 전기에너지(충전)를 통해 다시 양극으로 이동해요. 왔다갔다(충전과 방전)하면서 재활용이 가능해지는 거죠.‘꿈의 배터리’라고 불리는 전고체전지는 2차전지에서 음