한양대는 선양국 화학공학과 교수(48)팀이 리튬2차전지의 안전성을 획기적으로 향상시키면서 충전용량은 늘릴 수 있는 새로운 리튬2차전지 양극재료를 개발했다고 22일 발표했다. 이 연구결과는 재료과학 분야의 국제저널인 '네이처 머티리얼스(Nature Materials)' 온라인판(23일)에 게재됐다.

리튬2차전지는 휴대폰과 노트북컴퓨터 등에 널리 쓰이고 있으며 최근에는 하이브리드 전기자동차 등의 동력원으로도 주목받고 있다. 하지만 충 · 방전시 전극에 많은 열이 발생하면서 폭발 위험 등을 갖고 있어 대형 전원에 사용하려면 안전성 향상이 중요한 과제였다.

리튬2차전지의 양극재료 중 니켈계 재료는 충전용량이 큰 대신 안전성은 부족하고 니켈코발트망간계 재료는 안전성은 높지만 성능이 떨어진다. 연구팀은 니켈계 재료의 대용량과 니켈코발트망간계 재료의 안전성을 동시에 구현할 수 있는 '농도 구배형(concentration-gradient) 구조'의 양극재료를 개발했다. 이 양극재료는 지름 10㎛(마이크로미터) 크기의 구형으로 중심에 충전용량이 큰 니켈계 재료가 있고 중심밖으로 나갈수록 니켈 농도가 줄어들면서 열안정성이 큰 니켈코발트망간계 재료가 둘러싸고 있다.

선 교수는 "휴대폰용 소형전지뿐 아니라 전기자동차，전력저장 시스템용 대형전지에까지 널리 사용될 수 있을 것"이라고 말했다.

황경남 기자 knhwang@hankyung.com