이상민 박사팀, 흑연 입자표면 금속인화물 촉매 코팅
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.