기존 수명 대비 약 7배 향상, 150회 충·방전 동안 93%의 용량 유지 고에너지 밀도의 음극 전지 상용화 시, 전기차 주행거리 개선 기대 국내 연구진이 전기차 배터리에 활용될 차세대 소재, 실리콘 음극의 안정성을 기존 수명 대비 약 7배 향상할 수 있는 기술을 개발했다. 광주과학기술원(GIST) 에너지융합대학원 김형진 교수 연구팀은 한국에너지기술연구원과의 공동 연구에서 그래핀 산화물과 금속 산화물을 완성된 실리콘 음극에 적용하여 안정성을 크게 개선할 수 있는 후공정을 개발했다. 실리콘 음극은 단위 무게당 이론용량이 최대 4200mAh/g에 달해 기존 흑연 상용 음극 대비 10배가 넘는 이론용량을 갖는 차세대 음극이다. 연구팀이 개발한 후공정은 150회 충·방전 동안 93%의 용량을 유지시킬 수 있어 전기차의 주행거리를 크게 늘릴 수 있을 것으로 기대된다. 현재 전기차의 주행거리 향상을 위해 리튬 배터리의 음극재로 흑연이 사용되고 있다. 이론적으로 실리콘 음극은 기존의 흑연 음극보다 동일한 부피에서 최대 10배 더 많은 전기를 저장할 수 있어 고에너지 밀도 배터리 개발을 실현할 차세대 음극으로 평가받고 있다. 하지만 배터리 충전 시 실리콘 음극은 약 4배
헬로티 이동재 기자 | 국내 연구진이 기존 리튬이차전지용 실리콘 음극재 대비 뛰어난 전기화학적 성능과 합성 공정이 간단한 실리콘-구리-탄소 복합 음극재를 개발했다. 향후 이차전지의 에너지 밀도를 비약적으로 향상시킬 것으로 기대된다. 광주과학기술원(GIST) 에너지융합대학원 김형진 교수 연구팀은 차세대 리튬이차전지용 음극으로 주목받고 있는 실리콘 음극의 성능과 내구성을 개선했다. 실리콘 음극은 기존의 흑연 음극보다 이론적으로 10배가 넘는 에너지 밀도를 갖고 있을 뿐 아니라 경제적이고 친환경 소재로 차세대 음극으로 주목받고 있다. 특히 대용량 에너지저장장치 및 전기차와 같은 높은 에너지 밀도와 출력 밀도를 요구하는 중대형 에너지 저장장치로 활용이 가능해 세계 각국에서 개발을 위한 경쟁이 치열하다. 그러나 실리콘의 비전도성 특성, 충‧방전 과정에서 실리콘의 부피팽창으로 인한 낮은 수명은 상용화에 걸림돌로 작용하고 있다. 최근 실리콘 음극의 성능 개선을 위한 재료 연구가 진행되고 있으나, 보다 실용적인 성능향상을 위해서는 생산단가가 낮고 대량 생산이 가능한 기술에 대한 연구가 필요하다. 실리콘 음극 상용화를 위한 실용적이고 대량 생산 가능성을 고려한 기술에 대한
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