포항공대·울산과기원, 한 번에 630㎞ 주행 이차전지 개발

에너지밀도 높인 무음극 이차전지 공동 연구

1회 충전으로 오래 쓸 수 있으면서도 음극재가 없는 이차전지가 개발됐다.

이 전지를 전기차에 적용하면 1회 충전으로 450㎞ 주행할 수 있는 일반 전기차보다 훨씬 긴 630㎞를 달릴 수 있다는 연구 결과가 나왔다.

포항공대(포스텍) 화학과 박수진 교수·통합과정 조성진 연구팀은 울산과학기술원(UNIST) 에너지화학공학과 서동화 교수·김동연 박사 연구팀과 공동으로 오래 쓸 수 있는 무음극 이차전지를 개발했다고 27일 밝혔다.

일반적으로 이차전지는 충전과 방전을 거듭할 때 리튬이온이 드나들면서 음극재 구조를 바꾼다.

이 때문에 시간이 갈수록 이차전지 용량이 줄어들곤 했다.

연구팀은 음극재 없이 음극 집전체만으로 충·방전이 가능하면 이차전지 용량을 결정짓는 에너지 밀도를 높일 수 있다는 데 주목했다.

다만 이 경우 리튬을 안정적으로 저장하는 저장체가 없어 음극 부피가 크게 팽창해 이차전지 수명이 악화한다는 단점이 있다.

연구팀은 이온 전도성 기판을 더해 무음극 이차전지를 통상 사용하는 카보네이트 용매 기반 액체 전해질에서 구현하는 데 성공했다.

이 이차전지는 고용량, 고전류밀도로 오랫동안 높은 용량을 유지했고 리튬을 안정적으로 저장할 수 있는 것으로 나타났다.

상용화된 이차전지보다 부피당 에너지 밀도가 40% 높아 1회 충전으로 450㎞ 주행할 수 있는 일반 전기차보다 긴 630㎞를 달릴 수 있다는 결과가 나왔다.

이번 연구 결과는 최근 국제학술지 '어드밴스트 펑셔널 머티리얼스'에 실렸다.

/연합뉴스