인하대는 김희중 고분자공학과 교수 연구팀이 차세대 리튬이온전지에 적합한 고분자 바인더 구조를 설계해 에어지밀도가 높은 리튬이온전지를 구현했다고 26일 밝혔다.
김 교수 연구팀은 심지민 서울대 화학교육과 교수 연구팀과 공동연구를 통해 이 같은 연구성과를 달성했다.
고분자 바인더는 이차전지 전극에 필요한 고분자 소재로, 배터리 용량을 내는 활물질 분말과 전자 이동을 돕는 도전재 분말을 고르게 분산시키고 집전체 기판에 붙이는 '접착제' 역할을 한다.
이때 고분자 바인더는 용량에 기여하지 않는 소재이기 때문에 소량만 사용해도 전극 구성 물질들을 강하게 결착시키는 특성이 있다.
연구팀은 기존에 연구되고 있는 일률적인 고분자 구조에서 벗어나 구조 모듈화를 통해 결착력과 분산성이 최적화한 고분자 바인더를 합성했다. 그 결과 기존 상용 폴리비닐리덴 플로라이드(PVDF) 바인더와 비교했을 때 우수한 배터리 용량·수명을 보이는 것으로 나타났다.
이는 한 번 충전으로 장거리를 주행할 수 있는 전기차 생산·개발에 이바지할 것으로 기대된다.
김희중 교수는 “공동연구팀이 가지고 있는 고분자 합성 기술과 차세대 이차전지 기술을 결합해 실제 산업 제품에 적용할 수 있도록 연구를 이어갈 계획”이라며 “활발한 해외 학술활동과 교류를 통해 글로벌 친환경 트렌드를 선도하는 연구도 진행할 것”이라고 말했다.
이번 연구성과는 에너지 재료 공학 분야 최고 권위 SCI(E) 저널지인 '어드밴스드 에너지 머티리얼즈'에 '구조 모듈화 및 최적화를 통한 고결착, 고분산성 고분자 바인더 구조 설계 및 하이니켈 양극 탑재 리튬이온전지로의 응용을 주제로 게재됐다.
인천=김동성 기자 estar@etnews.com
