한국과학기술연구원(KIST)은 이번 테크비즈코리아 2024에서 알칼리 이온들을 효율적으로 저장할 수 있는 나노흑연 이차전지 음극재 개발 성과를 선보인다.
이차전지, 전기자동차 산업 분야에서 기술을 이전받아 새로운 음극재 개발에 활용할 수 있다.
기존 리튬이온전지 음극재에 쓰이는 흑연의 경우, 수출규제 등 민감한 사안에 결부돼 문제가 발생할 수 있다. 광물자원 무기화에서 자유로워지고, 또 전기차 화재 등 소재 자체의 문제를 해소하기 위해서는 새로운 음극재 개발이 필수적인 상황이다. KIST의 개발 기술은 이에 해답을 줄 수 있다.
KIST가 개발한 나노흑연구조 음극재는 구조의 면 간 거리 등을 분자수준에서 제어했다. 이로써 기존 흑연 음극재보다 빠른 충·방전속도를 나타낼 수 있었다.
여기에 더해 성능 개선을 위한 기능기를 도입, 리튬이온 뿐만 아니라 소듐 및 포타슘 이온까지 저장할 수 있게 했다. 차세대 음극재로 충분히 활용 가능하다.
또 나노흑연소재와의 p-n 접합(junction) 구현을 통해 전도도를 향상시키기도 했다. 도전재(전기에너지 생산 활물질 간 전자이동 촉진 물질)를 사용하지 않아도 효율적인 음극재로 활용이 가능하다.
김영준 기자 kyj85@etnews.com
