흑연 전극 밀도 증가로 고에너지 밀도 배터리 개발

ㅇ 사진 설명: (1) 성재경 교수, 김주은 석사 연구생(왼쪽부터)

(2) 기능성 고분자가 코팅된 흑연의 특징 및 코팅 유무에 따른 전해질 흡수 비교를 나타내는 그림

경상국립대 성재경 교수 연구팀, 흑연 전극 밀도 대폭 증가로 고에너지 밀도 배터리 개발 경상국립대학교(GNU) 공과대학 나노·신소재공학부 성재경 교수 연구팀이 흑연 전극의 밀도를 대폭 증가시켜 고에너지 밀도를 달성하는 기술을 개발했습니다. 이 연구 결과는 국제 저명 학술지 Journal of Materials Chemistry A(IF: 10.7)에 7월 30일자로 게재되었습니다. 성재경 교수 연구팀은 흑연 전극의 밀도를 1.9g/cc까지 증가시켜, 현재 상용화된 흑연 음극재의 부피 당 에너지 밀도보다 높은 값을 달성했습니다. 이 기술은 흑연 표면에 기능성 고분자를 코팅하여 전해질 침투를 촉진하는 방식으로, 전해질 흡수능력을 높이고, 흑연 입자 간의 뭉침을 방지하여 고밀도 전극 설계를 가능하게 합니다. 연구팀은 전극 밀도를 조정하는 간단한 방법으로 충·방전 시 불안정한 고용량 음극재를 사용하지 않고도 높은 부피 당 에너지 밀도를 실현할 수 있음을 확인했습니다. 이 기술은 특히 전기자동차 배터리 성능을 대폭 향상시킬 가능성이 있으며, 흑연의 이론 용량을 넘어서는 에너지 밀도를 제공합니다. 전문가들은 이번 연구가 에너지 저장 성능을 크게 향상시킬 새로운 전략을 제시한다며 주목하고 있습니다. 국제 시장조사기관에 따르면 전기자동차(EV)에 대한 수요가 계속 증가함에 따라, 리튬이온 배터리의 고에너지 밀도가 중요한 연구 과제로 대두되고 있습니다. 이번 성과는 에너지 효율 향상과 장수명 배터리 개발에 큰 기여를 할 것으로 기대됩니다. 성재경 교수 연구팀은 앞으로도 에너지 밀도와 안정성을 동시에 확보할 수 있는 다양한 기술 개발을 지속할 계획입니다. 특히 고에너지밀도/고안정성/장수명 배터리를 목표로, 다양한 음극재와 전극 설계 기술을 연구하여 전기자동차뿐만 아니라 다양한 산업 분야에서 혁신적인 에너지 솔루션을 제공할 계획입니다.