한 번 충전으로 2배 이상 오래 쓸 수 있고 출력은 4배 이상 강한 이차전지용 나노전극 소재가 개발돼 상용화를 앞두고 있다.
한국과학기술연구원(KIST) 에너지재료연구단 김일두(34ㆍ사진) 박사팀은 11일 고용량ㆍ고출력의 이차전지용 나노섬유 전극소재를 값싸게 대량생산할 수 있는 신기술을 개발했다고 밝혔다. KIST는 최근 ㈜AMO(대표 김병규)와 이 기술에 대한 통상실시계약(선급금 5억원)을 체결했으며 AMO는 2~3년 내에 이차전지용 전극소재를 제품화할 계획이다.
현재 상용화된 이차전지 전극소재는 주로 흑연이다. 실리콘이나 주석 등은 흑연보다 용량이 3~10배가량 큰 전지를 만들 수 있어 연구가 활발하지만 충ㆍ방전시 부피가 2~3배씩 커졌다 작아졌다 하기 때문에 오래 쓸 수 없는 단점이 있다. 최근 학계에서는 이러한 부피 스트레스 문제를 해결하기 위해 소재를 나노입자나 나노와이어로 만드는 방법을 개발해 왔지만 가격이 흑연 소재의 1,000배나 비싸 대량생산이 요원했다.
김 박사팀이 이번에 개발한 기술은 실을 뽑는 것과 같은 전기방사 방식으로 주석산화물을 얼기설기 짠 나노섬유 형태로 대량생산하는 것이다. 김 박사는 "나노섬유 소재는 표면적이 넓고 섬유 사이의 공간을 통해 리튬이온이 빠르게 이동해 출력과 용량이 크며 부피 스트레스 문제는 기존의 나노 소재보다 적다"고 설명했다. 또한 가격은 흑연보다는 비싸지만 기존의 나노 실리콘이나 주석보다는 50~100배 쌀 것으로 전망했다.
김희원 기자 hee@hk.co.kr
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