이중기 KIST 박사팀
국내 연구진이 이러한 약점을 개선한 리튬이온전지 음극 신소재를 개발했다.
한국과학기술연구원(KIST) 에너지저장연구단 이중기 박사(사진)팀은 급속 충·방전이 가능하면서 고용량·장수명을 유지하는 리튬이온전지용 음극 소재를 개발했다고 2일 밝혔다.
이 소재는 탄성이 우수해 충·방전 시 발생되는 부피팽창 문제를 극복할 수 있는 게 특징이다. 연구진은 탄소원자로 이루어진 축구공 모양의 분자인 풀러렌 중합체 속에 산화주석에 둘러싸인 주석 나노입자를 고르게 분산시켜 우수한 탄성을 지니도록 했다. 탄성이 우수하다 보니 충전과 방전 시 부피팽창으로 인한 전극 불안정 문제가 개선됐다. 여기에다 고르게 분산된 주석 나노입자와 산화주석, 풀러렌 중합체 사이에 형성된 반도체 접합 구조 계면은 전하가 걸려있을 때 리튬이온과 전자 이동속도를 올려 고출력·고용량이 가능하다. 실제로 주석 50%와 풀러렌 중합체 50%로 만든 리튬이온전지용 음극재는 충·방전 시간 50분으로 약 5000회를 반복한 뒤에도 용량은 기존 리튬이온전지의 3배, 성능은 97.18%를 유지하는 것으로 확인됐다. 또한 급속 충·방전 시간을 4분으로 실험했을 때는 기존 이차전지 대비 1.5배의 성능을 보이면서 충·방전 350회 반복 후 99% 이상의 성능을 유지했다.
이중기 박사는 "이번에 개발한 리튬이온전지 음극재 합성기법은 차세대 급속충전용 전기자동차, 드론, 근력증강 로봇 등의 전원설계에 응용할 수 있다"고 말했다.
안경애기자 naturean@
[ 저작권자 ⓒ디지털타임스, 무단 전재 및 재배포 금지 ]
