국립금오공대는 신소재공학과 박철민 교수 연구팀이 인하대·한국전기연구원·순천대와 공동연구로 전고체전지용 리튬(Li)·실리콘(Si) 화합물 음극 소재를 개발했다고 7일 밝혔다.

새로운 음극 소재는 실리콘 음극의 문제점을 해결했다.

실리콘 음극은 전고체전지용 소재로 주목받지만 부피 팽창·낮은 전도도·고압 구동·구조적 취약성 등이 문제점으로 지적됐다.

새롭게 개발된 리튬·실리콘 화합물 음극 소재는 충전용량 15.96mAh/㎠, 6분 급속충전 때 2천회 이상 안정적인 사이클을 유지했다.

또 -10∼80도에서 정상 작동하는 등 초고용량·초고속 충전 및 광범위한 온도 안정성을 확보하며 실리콘 음극의 한계를 넘어선 전고체전지용 소재로 적합성을 입증했다.

전고체전지는 모든 구성 요소가 고체로 이루어진 차세대 배터리로, 화재·폭발 위험이 있는 리튬이온전지를 대체할 기술로 주목받는다.

이번 연구 성과는 에너지 분야 국제 학술지 '줄'(Joule)에 지난달 게재됐다.

박철민 교수는 "리튬·실리콘 화합물로 실리콘 음극의 구조적·전기화학적 한계를 보완할 새로운 해법을 제시했다"며 "높은 에너지 밀도, 초고속 충전 성능, 낮은 구동 압력으로 전고체전지의 상용화를 가속할 핵심 소재가 될 것"이라고 강조했다.