안정성·용량↑ 리튬이차전지용 차세대 양극소재 개발

[산업일보]
안정성도 뛰어나고 용량도 큰 리튬을 이용한 이차전지의 차세대 양극소재가 국내 연구진에 의해 개발돼 전기자동차 등 중대형 전지 개발에 새로운 가능성을 열었다.

한양대 선양국 교수(51세)가 주도하고 오승민 박사과정생(제1저자) 등이 참여한 이번 연구는 교육과학기술부(장관 이주호)와 한국연구재단(이사장 이승종)이 추진하는 중견연구자지원사업(도약연구)의 지원을 받아 수행됐고, 연구결과는 화학분야의 권위 있는 학술지인 ‘앙게반테 케미 국제판(Angewandte Chemie International Edition)’에 1월 17일자로 게재됐다. (논문명 : Double-Structured LiMn0.85Fe0.15PO4 Coordinated with LiFePO4 for Rechargeable Lithium Batteries)

선양국 교수 연구팀은 최근 주목받고 있는 중대형 리튬이차전지의 안전성과 에너지밀도를 동시에 획기적으로 높인 이중구조 양극소재를 개발했다.

리튬이차전지는 현재 휴대폰, 노트북 컴퓨터 등 휴대통신기기에 폭넓게 사용되고 있고, 최근에는 하이브리드 전기자동차와 지능형 로봇 등의 동력원뿐만 아니라 태양광, 풍력 발전 등 신재생 에너지용 전력저장 중대형 전지시스템으로 주목 받고 있다.

그러나 국내외에서 심심치 않게 발생하는 배터리 폭발사고와 배터리 공장 폭발사고 등으로 인해 실제 중대형 전지시스템에 적용하기 위해서는 에너지 밀도를 높이는 문제뿐만 아니라 높은 안정성을 확보하는 문제가 중요한 이슈로 제기돼 왔다.

연구팀은 이중구조 양극소재를 개발해 리튬이차전지의 에너지 밀도를 높이면서(상용화된 소재 대비 1.2배 상승) 동시에 안정성을 획기적으로 향상(상용화된 소재 대비 약 500배 안정)시키는 데에 성공했다.

선양국 교수는 “이중구조 양극소재 개발로 에너지 밀도와 안정성을 동시에 높일 수 있게 됐다. 향후 하이브리드 전기자동차, 전력저장 시스템용 중대형전지뿐만 아니라 신재생에너지 저장용 차세대 에너지 저장시스템의 전극 소재 개발에 중요한 기반이 될 것”이라고 연구의의를 밝혔다.