국내 연구진이 빠른 충전과 높은 에너지 효율을 만족시키는 이차전지 음극 소재를 개발했다.

포항공대(POSTECH)와 한국에너지기술연구원 공동 연구팀은 하드카본과 주석을 결합한 새로운 음극 소재를 개발했다고 16일 밝혔다.

리튬이온전지에 흔히 사용되는 음극재인 흑연은 내구성이 뛰어나지만 용량이 낮고 충·방전 속도가 느리다는 단점이 있다.

연구팀은 이를 극복하기 위해 탄소 원자가 무질서하게 얽힌 구조의 하드카본과 주석을 결합한 새로운 음극재를 고안했다.

작은 크기의 주석 입자를 하드카본에 균일하게 분산한 소재는 리튬이온전지에서 20분 급속 충전 조건에서도 1천500회 이상 안정적인 성능을 유지했고, 기존 흑연 음극보다 약 1.5배 높은 부피 에너지 밀도를 기록했다.

연구팀은 이 음극 소재가 고출력과 고에너지 특성을 동시에 구현하며 수명 안정성까지 확보했다고 밝혔다.

연구에는 포항공대 화학과 박수진 교수, 첨단재료과학부 최성호 박사, 화학과 한동엽 박사, 한국에너지기술연구원 송규진 박사가 참여했다.

연구 결과는 나노과학 분야 국제학술지인 'ACS 나노' 최근호에 실렸다.

박수진 교수는 "이 연구 결과가 전기차, 대규모 에너지저장시스템 등 응용 분야에서 활용할 수 있을 것으로 기대한다"고 말했다.