금오공대, 차세대 고성능 이차전지 음극 소재 개발

국립금오공대(총장 곽호상)가 리튬이차전지용 ‘리튬화합물 음극 소재’ 개발에 성공했다고 4일 밝혔다.

금오공대에 따르면 신소재공학부 전지신소재연구실 박철민 교수 연구팀이 ‘고성능 리튬이차전지용 신개념 리튬화합물 음극 소재’ 개발에 성공했다.

고용량의 이차전지를 구현하기 위해서는 리튬 금속 및 실리콘을 음극 소재로 사용해야 하지만 현재 상용화되고 있는 흑연 음극 소재는 제한적 용량으로 인해 고용량 이차전지를 구현하는 데 어려움이 있다.

리튬 금속은 금속 자체의 높은 반응성으로 인해 안전성에 대한 우려가 있고 실리콘 음극은 충전 및 방전 시 수명이 저하되는 한계를 가진다. 또 이런 음극들은 초기 충전 시 일정량의 리튬이온이 영구 손실되는 문제도 있다.

연구팀은 이런 기존 음극 소재의 한계를 극복하기 위해 다양한 ‘리튬화합물 음극 소재’ 개념을 새롭게 제안했다. 리튬화합물 음극 소재는 기존 상용화된 음극 소재들과 비교해 더 높은 초기 효율과 용량, 그리고 출력 특성을 보였다. 또 리튬화합물 음극은 일반적인 대기 중에서도 높은 안정성을 보였다고 연구팀은 전했다.

박철민 교수는 “이번 성과는 리튬이차전지는 리튬을 포함하는 양극소재 및 리튬을 포함하지 않는 음극소재로 구성된다는 기존 사고의 틀을 벗어나는 것”이라며 “이차전지 전극 소재 관련 연구에 새로운 패러다임 제시는 물론 고성능 음극 소재의 실질적 상용화에도 크게 기여할 수 있을 것”이라고 말했다.

이번 연구는 나노소재분야 세계적 권위지 ‘ACS 나노’ 온라인판에 표지논문으로 게재됐다고 연구팀은 밝혔다.

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