박찬진 전남대 교수팀, 수명 길고 값싼 전기차 배터리용 음극소재 개발

국내 연구진이 장기간 사용해도 성능이 유지되고 에너지 저장용량도 큰 차세대 리튬이온 전지용 음극 소재를 개발했다.
한국연구재단은 15일 전남대 신소재공학부의 박찬진 교수 연구팀이 게르마늄 입자 표면에 탄소가 결합된 안정적인 구조의 리튬이온전지용 음극 신소재를 개발했다고 밝혔다.
리튬이온전지용 음극소재는 기존 흑연(C)에 비해 더 많은 양의 리튬을 저장할 수 있고 고속 충.방전에 유리한 실리콘(Si)이나 게
르마늄(Ge)이 최근 주목받고 있다. 하지만 급격한 부피 변화 때문에 충.방전을 반복할 때 성능이 떨어지는 것이 단점이었다.
연구팀은 간단한 공정으로 게르마늄 입자에 탄소를 결합시켜 1000번의 충.방전 이후에도 초기 에너지 저장용량의 99%를 유지하고기존 속도 보다 100배 빠른 고속 충.방전에도 초기 용량의 70% 이상을 확보했다.
박찬진 교수는 "높은 에너지 저장용량에도 불구하고 짧은 수명 때문에 상용화되지 못했던 게르마늄 음극소재의 단점을 극복할 수 있는 실마리를 제시했다"면서 "향후 용량이 크고 오래 사용할 수 있는 게르마늄 음극소재 개발로 전기차 등에 최적화된 이차전기 개발의 전기가 마련됐다"고 말했다.
이번 연구 성과는 지난달 24일 첨단재료 분야 국제학술지인 '어드밴스드 펑셔널 머티리얼스'(Advanced Functional Materials) 온라인판에 실렸다.
[박기효 기자]