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한국이 또한번 일냈다… 세계가 깜짝
국내연구진 "리튬2차전지 용량 늘리고 안정성 500배 향상"
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한양대 선양국 교수(에너지공학과ㆍ사진)와 오승민 박사과정생 연구팀은 리튬이차전지의 안정성과 에너지 밀도를 대폭 향상시킬 수 있는 이중구조 양극소재를 만드는 데 성공했다고 7일 밝혔다.
이차전지는 양극과 음극, 전해질로 구성되는데, 그중에서도 양극 소재에 따라 성능이 결정된다. 저렴하면서도 폭발 우려가 없고 에너지 밀도가 높아 용량이 크고 수명이 길어야 한다. 연구팀은 가격이 싸고 열에 노출돼도 안정적인 철과 망간에 주목했다. 철은 폭발 위험이 없이 안전하고, 망간은 오래 사용할 수 있다는 강점이 있다.
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두 소재의 장점을 살리기 위해 속은 인산망간리튬(LiMnPO₄)으로 채우고, 겉은 리튬인산철(LiFePO₄)을 입힌 이중구조 소재를 만들었다. 에너지 밀도가 높은 리튬인산망간의 강점과 안전성이 우수한 리튬인산철의 강점을 동시에 갖도록 한 것. 또 빨리 충전돼 높은 성능을 낼 수 있도록 양극 내부에 나노미터(10억분의1ｍ) 크기의 작은 구멍을 만들어 그 사이로 전해질이 들어가도록 했다. 이 소재를 사용한 이차전지의 에너지 밀도는 현재 상용화된 소재보다 20% 높고, 폭발 안정성은 500배 높은 것으로 확인됐다.
선양국 교수는 "이 연구결과는 하이브리드 전기자동차나 전력저장시스템용 중대형 전지 등의 전극 소재 개발로 이어질 수 있을 것"이라고 밝혔다.
이 연구는 교육과학기술부와 한국연구재단의 지원 하에 이뤄졌으며, 연구결과는 화학분야의 권위지인 `앙게반테 케미' 국제판 1월17일자에 게재됐다.