전기차에 적합한 급속 충전·고용량 배터리를 만드는 기술이 개발됐다. 이 기술은 기존의 흑연 음극소재 단점인 충전속도와 용량을 보완한 혁신 원천기술로 주목받고 있다. 울산과기원(UNIST)은 조재필 에너지 및 화학공학부 교수팀이 기존 흑연 음극소재보다 빨리 충전되고 더 오래 쓸 수 있는 차세대 음극소재를 개발했다고 16일 밝혔다.

연구팀은 기존 음극소재 한계를 극복하기 위해 새로운 구조를 가진 흑연·실리콘 복합체를 합성하는 방법을 제안했다. 이 방법으로 합성한 ‘가장자리 활성화 흑연·실리콘 복합체’는 상용화된 전극 조건에서 1.5배 빨리 충전됐고, 용량도 50% 정도 늘었다. 조 교수는 “실리콘 나노 코팅 원천기술로 머리카락의 만분의 일에 가까운 두께(20㎚ 이하)의 실리콘을 흑연 표면 위에 고르게 코팅해 고성능 흑연·실리콘 복합체를 구현했다”며 “전체 공정이 비교적 간단하고 저렴해 대량생산도 가능하다는 장점이 있다”고 말했다. 그는 “이번 연구는 전기자동차나 대용량 에너지저장장치(ESS)처럼 에너지 밀도가 크고 출력이 높은 배터리에 쓰일 음극소재를 만드는 데 성공적으로 적용할 수 있을 것”이라고 덧붙였다.

이 연구 결과는 세계적인 학술지 네이처 커뮤니케이션즈 온라인판에 게재됐다.

울산 박정훈 기자 jhp@seoul.co.kr