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KIST, 리튬 이차전지 수명 늘릴 음극 소재 개발
울산과학기술원 팀과 함께 우수한 특성의 음극재 개발
리튬 이차전지의 충전 속도를 높이고 수명은 연장할 수 있는 음극 소재가 개발됐다.

한국과학기술연구원(KIST) 연구진은 울산과학기술원(UNIST)팀과 함께 유기반도체 물질로 새로운 구조의 소재를 합성, 우수한 특성의 리튬 이차전지용 음극재를 제작했다고 9일 밝혔다.

리튬 이차전지의 음극재로는 보통 흑연이 사용된다. 하지만 흑연은 전지의 충·방전 속도를 떨어지고 수명이 짧은 한계를 가진다.

여러 연구진이 금속산화물이나 유기물 기반의 음극재를 개발하고 있지만, 전기 전도도를 높이기 위해 다른 물질을 첨가해야 하는 등 많은 문제점이 있다.

연구진은 이번 연구에서 다른 물질을 첨가하지 않고도 뛰어난 전기 전도도를 보이는 새 음극재를 개발했다.

탄소 원자들이 공모양 구조를 이룬 유기물 반도체인 '풀러렌'(fullerene)과 글러브 모양의 '헥사벤조코로넨'(hexabenzocoronene)이라는 물질을 결합해 음극재로 사용할 수 있는 공결정체(cocrystal)를 제작했다.

연구진은 공결정체가 글러브 모양의 헥사벤조코로넨이 공모양 풀러렌을 잡고 있는 것처럼 보인다고 설명했다. 이 소재는 다른 소재를 혼합하지 않아도 전기 전도도가 높아 상용화했을 때 제조 단가도 낮출 수 있다.

연구진은 개발한 새로운 소재를 활용해 리튬 이차전지를 제작하고, 충·방전 성능을 검증했다. 그 결과 600회 이상 충전과 방전을 반복해도 성능이 크게 저하되지 않아 상용화가 충분히 가능할 것으로 예상된다.

연구 결과는 국제학술지 '어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈'(Advanced Functional Materials. 6월 11일자)에 실렸다.

안석훈 KIST 선임연구원은 “기존 유기물 전극의 낮은 전도성을 해결할 수 있는 소재를 제시했다”며 “이 소재는 소듐(나트륨) 전지에도 활용될 수 있다”고 밝혔다.



작성 : 2019년 07월 10일(수) 13:46
게시 : 2019년 07월 10일(수) 13:46


문수련 기자 moonsr@electimes.com        문수련 기자의 다른 기사 보기

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