초고용량·6분 급속충전 구현…꿈의 전고체 배터리 소재 개발

[아이뉴스24 박지은 기자] 국립금오공대가 인하대·한국전기연구원·순천대와 함께 전고체전지용 리튬·실리콘 화합물 기반 음극 소재를 개발했다.

금오공대는 7일 박철민 교수 연구팀의 연구 성과가 국제 학술지 ‘줄’(Joule)에 지난달 게재됐다고 밝혔다.

이번에 개발된 음극 소재는 기존 실리콘 음극이 가진 부피 팽창, 낮은 전도도, 고압 작동, 구조적 취약성 문제를 개선했다. 연구팀은 신소재가 15.96mAh/㎠ 충전용량을 달성했고, 6분 급속충전 조건에서도 2000회 이상 안정적인 사이클을 유지했다고 설명했다.

또 -10도에서 80도까지 정상 작동하는 것으로 확인돼 초고용량·초고속 충전뿐 아니라 넓은 온도 영역에서의 안정성도 확보했다. 연구팀은 이 같은 특성이 전고체전지용 실리콘 음극의 한계를 넘어서는 성능이라고 평가했다.

전고체전지는 구성 요소가 모두 고체인 차세대 배터리다. 리튬이온전지 대비 화재·폭발 위험이 낮아 상용화 기대가 높은 분야다. '꿈의 배터리'로 불리며 전 세계 배터리 기업들이 연구·개발에 투자하고 있다.

박철민 교수는 “리튬·실리콘 화합물은 실리콘 음극의 구조적·전기화학적 한계를 보완할 수 있는 대안”이라며 “전고체전지의 에너지 밀도와 충전 속도를 끌어올리는 핵심 소재가 될 것”이라고 말했다.