국내 연구진이 용량이 크고 안정성이 높은 리튬 2차전지용 소재를 개발했다. 상용화가 쉬워 모바일 기기뿐 아니라 전기자동차에 사용할 수 있는 중·소형 전지 개발이 가능해졌다. 선양국 한양대 교수 연구팀은 “우수한 안정성과 높은 에너지 밀도를 동시에 보여주는 리튬 2차전지용 양극 소재를 개발했다”고 17일 밝혔다.
리튬 2차전지는 휴대폰·노트북 등 휴대형 모바일 기기에 폭넓게 사용된다. 최근에는 하이브리드 전기자동차나 지능형 로봇의 동력원으로 주목받고 있다. 그러나 배터리 폭발사고 등 안전성 문제와 에너지 밀도를 높여 중대형 전지 시스템에 적용하기 위한 방법이 중요한 이슈로 제기돼 왔다. 에너지 밀도는 같은 부피에 저장되는 에너지양이다. 밀도가 높을수록 많은 전력을 담을 수 있다.
선 교수팀은 전지를 오랜 시간 구동할 때 일어나는 구조적 이탈 등 결함을 보완했다. 높은 에너지 밀도를 갖는 중심부에서 안정성이 높은 표면층 소재 구조가 연속적으로 바뀌는 `전체 농도구배 복합층 구조` 양극소재 개발에 성공했다. 선 교수팀의 소재는 기존 리튬 2차전지용 양극소재보다 안정성과 전지용량이 최대 두 배 이상 높다.
현재 양극 소재 제조 공정으로 널리 사용되는 공침법을 이용해 제조할 수 있어 상용화가 쉽다. 선 교수는 “앞으로 하이브리드 전기자동차나 전력저장 시스템용 중대형 전지뿐 아니라 차세대 에너지 저장 시스템의 전극 소재 개발의 중요한 기반이 될 것”이라고 연구 의의를 밝혔다.
선 교수의 연구결과는 재료과학분야 학술지 `네이처 매터리얼스` 10월 8일자에 게재됐다.
권동준기자 djkwon@etnews.com
