전기차 배터리 무게 안늘리고 주행거리 3배로

▲현재 용량보다 3배 향상된 리튬이온배터리 구조.

[에너지경제신문 김민준 기자] 기존보다 용량이 최대 3배 향상된 리튬이온 배터리가 국내 연구팀 주도로 개발됐다.

광주과학기술원(GIST) 신소재공학부 엄광섭 교수와 건국대 조한익 교수, GIST 박사과정 장의진씨로 구성된 연구팀은 7일 "리튬이온 배터리의 새로운 전극 재료로 황-금속(몰리브데늄) 화합물에 주목했다"면서 "이를 이용해 현재 리튬이온 배터리의 양극재보다 무게 당 용량이 최대 6배 늘어나고, 충방전 2500회 동안 초기 성능의 90% 이상 유지할 수 있는 실시간 전기화학적 처리 방식을 개발했다"고 말했다.

현재 상용되는 리튬이온 배터리의 전극 재료는 그래파이트(음극)와 리튬금속산화물(양극)이다. 두 재료 모두 에너지 저장 용량이 상대적으로 낮고 전기자동차의 전기 저장 용량을 증가시키는 데도 어려움이 있었다. 전기자동차의 주행거리를 늘리려면 많은 양의 배터리를 장착하면 되지만, 차체 무게가 증가하고 자동차 연비가 감소해 주행거리를 늘리기에는 한계가 있다. 엄광섭 교수 연구팀이 개발한 리튬이온 배터리는 두게 당 용량이 최대 6배 늘어나고, 에너지 밀도 역시 최대 3배 늘어나 이와 비례하는 배터리 용량이 향상되는 결과를 가져왔다.

엄 교수는 "이번 연구성과는 고용량·초저가인 황-금속 화합물 소재를 이용한 새로운 리튬 이차전지의 성능과 안정성을 대폭 향상했다는 데 의미가 있다"면서 "전기화학적 분쇄법은 현재 특허 출원 중으로 복잡한 추가 공정이 필요하지 않아 상용화가 매우 용이하다"고 설명했다. 이번 연구는 저명한 나노과학 저널인 ACS(American Chemical Society) Nano에 온라인 게재됐다.