이상민 박사팀, 흑연 입자표면 금속인화물 촉매 코팅

KERI 이상민 센터장, 경희대 박민식 교수, DGIST 이종원 교수(왼쪽부터).
KERI 이상민 센터장, 경희대 박민식 교수, DGIST 이종원 교수(왼쪽부터).

한국전기연구원 차세대전지연구센터 이상민 센터장과 경희대 박민식 교수, 대구경북과학기술원(DGIST) 이종원 교수 연구팀이 급속충전에도 배터리의 성능과 안전성을 보장하는 획기적인 ‘음극용 촉매 소재 및 코팅 기술’을 개발해 관련업계로부터 큰 이목을 집중받고 있다.

이번에 개발된  ‘음극용 촉매 소재 및 코팅 기술’은 흑연 음극의 단점을 해결해 촉매 소재가 배터리 전해액 내 리튬이온의 탈용 매화 반응을 돕고, 전하 전달 반응을 촉진시켜 급속충전 시에도 배터리의 수명이나 안전성에 전혀 영향을 미치지 않는 것이 특징이다.

전기연구원은 이번 성과를 통해 전기차 대중화에 가장 큰 걸림돌 중 하나였던 급속충전 시 발생하는 각종 문제점을 개선할 수 있는 계기를 마련했다.

특히 해당 기술이 국내 이차전지 관련 업체들에게 이전될 경우, 그동안 일본과 중국 등으로부터 전량 수입에 의존했던 고품질의 ‘인조흑연 음극재’를 대체할 수 있는 것으로 전기연구원은 기대하고 있다.

KERI 이상민 차세대전지연구센터장은 “급속충전 단점을 해결하기 위해 충전 방식을 변경한다든지, 안정성 향상을 위해 배터리 전극 밀도를 낮추려는 등 다양한 시도가 있었지만, 현재까지 고에너지 밀도 유지와 급속충전 성능 개선을 동시에 확보할 수 있는 소재 기술은 전무한 상황이었다”고 밝히며 “KERI가 개발한 촉매 소재 및 코팅 기술은 배터리 내 리튬 석출의 가능성을 현저히 감소시켜 발열 위험을 낮춰주기 때문에, 급속충전 시에도 성능과 안전성을 모두 보장해줄 수 있다”고 전했다.

한편 이번 KERI 성과는 높은 기술 수준을 인정받아 국제학술지인 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)에 게재됐다.

 

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