현재보다 100~200배 이상 출력을 높일 수 있는 새로운 형태의 리튬이온 2차전지 양극소재 제조기술이 개발됐다. 이 기술을 상용화할 경우 전기자동차 보급의 가장 큰 걸림돌인 배터리 중량과 성능 문제를 해결할 수 있다.
KAIST(총장 서남표) 신소재공학과 김도경 교수팀은 `리튬망간산화물 미세나노선`을 개발하는 데 성공했다고 15일 밝혔다.
김 교수팀은 기존의 리튬이온 2차전지에 10㎚(나노미터 · 10억분의 1ｍ) 미만 굵기의 미세나노선 구조를 대량 합성, 양극물질에 적용하는 방식으로 출력밀도를 100~200배 가량 증가시키는데 성공했다.
이는 엔진으로 사용되는 내연기관의 출력밀도에 근접한 수준이다.
연구진은 10㎚ 미만의 미세한 나노선이 가지는 구조적 유연함을 이용해 기존 리튬망간산화물이 지니고 있던 `얀-텔러 뒤틀림` 현상을 극복했다. `얀-텔러 뒤틀림현상`은 리튬이온전지의 충전과 방전시 양극물질의 구조가 뒤틀려져 성능이 급격히 저하되는 것을 말한다.
제조기법이 단순한데다 공정비용도 현재 나와 있는 마이크론 수준과 비슷하다고 연구진은 덧붙였다.
김도경 교수는 “산업적 응용이 조기 가능할 것으로 예상한다”며 “국내특허를 출원 중”이라고 말했다.
한편, 이번 연구 결과는 나노기술(NT) 분야의 가장 권위 있는 학술지인 `나노 레터스(Nano Letters)`지 8월 26일자 온라인 판에 게재됐다.
대전=박희범기자 hbpark@etnews.co.kr