[헤럴드경제=이정아 기자] 국내연구진이 리튬이차전지의 충전속도를 월등히 높일 수 있는 기술을 개발했다. 기존 배터리에 비해 충, 방전 속도가 최대 100배 이상 빠를 것으로 보여 전기자동차, IT기기, 에너지 저장장치 등 고용량 배터리가 필요한 분야에 도움이 될 것으로 기대된다.

안도천 포항가속기연구소 책임연구원이 이끄는 연구팀은 리튬이차전지 양극에 쓰는 소자를 새로 개발해 전지의 전기전도도를 1만배 이상 향상시키는 데 성공했다고 12일 밝혔다.

은 나노입자가 매몰된 리튬인산망간산화물 전극소재 구조 개념도 [사진=한국연구재단 제공]

연구팀은 ‘리튬망간인산’을 전지의 양극 소자로 활용했다. 리튬망간인산은 기존 전지와 같은 구조를 가지고 있으면서도 단위 부피당 에너지밀도가 높은 것이 장점. 하지만 100배나 낮은 전기전도도 때문에 출력량이 낮아 상용화되지 못하고 있었다.

이에 연구팀은 리튬망간인산에 전체질량의 1%에 해당하는 미량의 은 나노입자를 첨가한 형태의 소자를 개발했다. 전기전도도가 매우 낮은 리튬망간인산 결정들 사이에 전기전도도가 가장 높은 금속 중에 하나인 은 나노입자를 합성하자 리튬이온의 이동이 용이해지며 전기전도도가 1만 배 이상 향상됐다.

연구진은 이 기술을 이용해 배터리를 제조한 결과, 실험실 수준에서 6분 내로 방전을 시켰을 때 100배 이상 빠르게 충전속도가 향상됨을 확인했다. 실제 전기자동차에 적용하면 충전 용량과 출력의 차이를 고려해 최소 두 배 이상의 충전속도가 향상될 것으로 기대되고 있다.

이번 연구는 교육부와 한국연구재단이 지원하고 있는 이공학개인기초연구지원사업을 통해 수행됐으며, 연구결과는 나노스케일(Nanoscale) 지난달 7일자 온라인에 게재됐다. 


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