KERI의 이건웅·정승열 나노융합연구센터 박사팀, 김익준·양선혜 차세대전지연구센터 박사팀이 만든 이 기술은 전기차나 스마트폰에 쓰는 리튬이온전지 음극소재인 실리콘의 단점을 보완하면서 싼 가격으로 복합 음극재를 만들 수 있다.
실리콘은 흑연보다 에너지 밀도가 10배나 높고 충·방전 속도도 빠르지만 충·방전 시 부피가 3배 수준으로 커지고, 전기 전도도가 낮다. 실리콘 입자가 부서지거나 전극 박리, 연속적인 전해액 분해 반응 때문에 전지 성능이 급격히 줄어들어 상용화하기 어려웠다.
연구팀은 2차원 탄소나노소재로서 전도성이 우수하고, 전기 화학적으로도 안정된 그래핀에 주목했다. 연구진은 실리콘과 그래핀을 합친 리튬이온전지용 고용량 음극재 제조기술을 개발했다.
이건웅 박사는 이러한 실리콘·그래핀 복합 음극재 기술이 고용량 리튬이온전지의 성능을 획기적으로 높일 수 있다고 설명했다. 이 박사는 "특히 전기차에 적용할 경우 배터리의 성능을 높여 주행거리를 약 20% 이상 늘릴 수 있을 것으로 기대한다"고 말했다.
연구팀은 이 기술을 전기·전자 소재·부품 전문기업인 HNS에 11억원에 기술을 이전했다. 연구팀은 상용화가 이뤄지면 월간 톤 단위 이상의 실리콘·그래핀 복합체 분말을 제조할 수 있을 것으로 보고 있다.
KPI뉴스 / 김혜란 기자 khr@kpinews.kr
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