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

2차전지를 장시간 사용하려면 고용량의 음극소재가 뒷받침돼야 하며 향후 수요가 급증할 전기자동차는 고출력의 양극소재까지 필요하다. 현재 상용화된 흑연계 음극소재는 리튬이온을 저장하는 능력에 제한이 있어 장시간 사용하기 어렵다. 흑연계보다 용량이 월등히 큰 실리콘이나 주석 계열의 소재들은 충 · 방전시 부피가 매우 빠르게 늘어나는 탓에 수명이 짧은 단점이 있다. 이 같은 부피 변화 문제는 실리콘이나 주석 계열의 나노입자나 나노와이어 음극소재를 이용해 극복할 수 있지만 지금까지는 가격이 너무 높아 대량 생산에 어려움이 있었다.

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

황경남 기자 knhwang@hankyung.com