동아대학교 화학공학과 이정규 교수 연구팀은 실리콘 소재를 기반으로 에너지 밀도가 높고 수명이 크게 향상된 차세대 고용량 리튬 2차 전지 시스템을 개발했다고 7일 밝혔다.

차세대 전지 시스템을 전기자동차에 적용하면 한 번 충전으로 최대 300㎞까지 주행할 수 있다고 연구팀은 설명했다.

연구팀은 직접 개발한 '실리콘 기반 음극 소재'와 한양대 에너지공학과 선양국 교수팀이 개발한 '고용량 양극 소재'를 이용해 수천번 충전이 가능한 리튬 2차 전지 개발에 성공했다. 이 시스템은 음극·양극 소재를 사용해 리튬 2차 전지의 에너지 밀도를 240∼270Wh/㎏으로 향상시켰다.

현재 상용화된 리튬 2차 전지의 에너지 밀도가 약 150Wh/㎏, 주행거리가 160㎞ 정도다.

연구팀은 실리콘 소재의 단점으로 지적된 짧은 수명을 실리콘·탄소 나노 복합체 내부에 소량의 그래핀을 균일하게 분산하는 방법으로 해결했다.

이정규 교수는 "실리콘 소재를 기반으로 한 차세대 고용량 리튬 2차 전지의 상용화 가능성을 확인했다"며 "이번에 개발된 실리콘 소재의 대량 제조를 위해 제조공정 단순화와 최적화 연구를 계속 이어가겠다"라고 말했다.

미래창조과학부 기후변화대응 기술개발 사업의 지원을 받아 진행된 이번 연구의 성과는 화학·재료분야의 권위 학술지인 'Advanced Functional Materials' 2월호 온라인판에 게재됐다.

한경닷컴 뉴스룸 open@hankyung.com