차세대 리튬 2차전지에 사용될 새로운 음극 신소재를 합성하는 기술이 세계 최초로 개발됐다.
김민규 포항가속기연구소(소장 김민규) 박사와 조재필 금오공대 교수(응용화학과)팀은 주석이나 실리콘 같은 물질에서 나타나는 부피팽창을 획기적으로 줄이고 안정되면서도 탄소음극보다 수명이 두 배가량 긴 음극 신소재(SnP0.94)를 개발했다고 18일 밝혔다.
이번 연구 결과는 세계적인 재료과학 전문지인 어드밴스트 머티리얼즈(Advanced Materials) 인터넷판에 발표됐으며 1월호에 게재될 예정이다.
개발된 음극 신소재 입자는 200㎚ 크기의 단결정체로, 포항방사광가속기의 X선 흡수분광법을 이용해 리튬이온의 전기화학적 움직임에 대한 구조적 안정성을 구명했다.
이 물질은 현재 LG화학기술원 배터리연구소와 공동으로 국내 특허를 출원 중이며, 미국 특허 출원이 진행 중이다.
김 박사는 “개발한 신소재는 일반 탄소음극보다 안정성이 뛰어나고 수명 사이클도 2배 이상인 것으로 연구 결과 확인됐다”며 “앞으로 추가 연구를 통해 대량 생산이 가능할 것”이라고 밝혔다.
한편 리튬 2차전지 핵심소재 개발은 정부가 선정한 10대 신성장동력산업 중 하나로, 연간 1500억원의 수입대체 효과가 기대되는 모바일 시대의 고부가가치 품목이다.
포항=정재훈기자@전자신문, jhoon@