[한경닷컴]한국과학기술연구원(KIST)은 에너지재료연구단의 김일두 박사(34)팀이 기존의 2차전지 보다 2배 이상 고용량·고출력 특성을 갖는 2차전지용 나노섬유 전극 소재를 경제적으로 대량생산할 수 있는 기술을 개발했다고 16일 발표했다.이 기술은 계약금 5억원에 ㈜AMO(대표 김병규)에 이전됐으며 이 회사는 2~3년 내에 고용량ㆍ고출력 2차전지 양산에 들어갈 계획이다.

2차전지를 장시간 사용하려면 고용량의 음극소재가 필요하며 큰 출력이 요구되는 전기자동차 등에서는 고출력의 양극소재가 필요하다.현재 상용화된 흑연계 음극소재는 리튬이온을 저장하는 능력에 제한이 있어 장시간 사용하기 어려우며 흑연계보다 용량이 월등히 큰 실리콘이나 주석계열의 소재들은 충·방전시 부피가 매우 빠르게 늘어나는 탓에 수명이 매우 짧은 단점이 있다.이같은 부피 변화 문제는 실리콘이나 주석계열의 나노입자나 나노와이어 음극소재를 이용해 극복할 수 있으나 지금까지 가격이 너무 높아 대량생산에 어려움이 있었다.

이번에 개발된 나노섬유 제조기술은 음극소재 뿐만 아니라 다양한 양극소재를 저가에 대량으로 제조할 수 있는 특성을 갖고 있다.특히 전극소재가 섬유상의 구조를 갖고 있어 표면적이 넓고 섬유 사이의 열린 공간을 통해 리튬이온이 빠르게 이동할 수 있어 고출력 특성이 우수하다.

김 박사는 “1차원 나노섬유 구조를 가진 전극소재를 이용해 2차전지를 제조함으로써 높은 충전·방전 효율과 고속 출력이 동시에 가능해졌다”며 “장시간 사용이 가능한 휴대용 2차전지와 고출력 특성이 필수적인 하이브리드 전기자동차 등에 활용가치가 높을 것”이라고 말했다.

황경남 기자 knhwang@hankyung.com