2차전지 급속충전 원천기술 개발

울산과기대·LG화학硏 "고압전류로 2분 내 완충"

리튬이온 2차전지의 충 · 방전 시간을 줄일 수 있는 소재 원천기술을 국내 연구진이 개발했다.

교육과학기술부는 울산과기대(UNIST) 친환경에너지공학부 조재필 교수(사진)와 LG화학기술연구원 배터리연구소 공동 연구팀이 이 같은 연구 성과를 내 화학 분야 학술지 '앙게반테 케미'에 VIP 논문으로 싣게 됐다고 15일 발표했다. 연구팀은 이 기술에 관해 국제특허를 출원했다.

연구팀은 게르마늄(Ge) 나노선 표면에 안티모니(Sb) 나노입자를 바른 후 섭씨 700도에서 열처리하면 나노선 중심부에서 200나노미터 직경을 가진 나노튜브가 생성됨을 발견했다. 그리고 이 물질을 리튬이온전지의 전극소재에 적용했을 때 400번을 충 · 방전해도 원래 출력의 98% 이상을 유지하고,기존 제품보다 200배 이상 대량의 전류를 흘려도 2분 내에 완전히 충전할 수 있음을 확인했다고 밝혔다.

기존에 나노튜브가 리튬이온의 충 · 방전 속도를 가장 빠르게 할 수 있다는 이론은 있었지만, 화학적으로 대량 합성이 가능하고 실제로 사용할 수 있는 수준으로 만든 것은 이번이 세계에서 처음이라는 게 연구팀의 설명이다.

교과부에 따르면 리튬이온전지 세계 시장 규모는 2010년 기준 100억달러를 넘었으며, 올해는 전기차용 배터리 시장 확대로 200억달러를 돌파할 것으로 예상된다.

앙게반테 케미 국제판의 선임 부편집장인 마스 박사는 "기존 반도체 화합물 중 가장 많이 쓰이는 규소 또는 게르마늄을 이용해 화학적으로 나노튜브를 합성한 사례는 처음으로 2차전지 소재 분야에 일대 전기를 마련할 것"이라고 평가했다.

이해성 기자 ihs@hankyung.com

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