국내 연구진이 나트륨 이차전지의 음극 소재에 쓸 수 있는 주석 황화물 나노복합체 개발에 성공했다.
한국연구재단(이사장 조무제)은 김도경 KAIST 신소재공학과 교수팀이 저비용·고성능 차세대 나트륨이차전지 개발에 활용할 수 있는 초미세 주석 황화물 전극 소재를 개발했다고 26일 밝혔다.
나트륨 이차전지는 나트륨 이온의 산화·환원 반응을 이용한 전지다. 재료가 풍부하고 생산 단가가 낮아 리튬 이차전지를 대체할 차세대 전지로 주목받고 있다. 하지만 리튬 이차전지의 음극 소재를 적용할 경우 충·방전 시 속도저하 및 부피 팽창의 문제가 발생해 새로운 음극 소재 개발이 절실하다.
연구팀은 새로운 주석 황화물 나노 복합체를 기반으로 나트륨 이차전지에 적합한 음극 소재 개발에 성공했다.
연구팀이 개발한 주석 황화물 나노 복합체의 크기는 초미립입자 수준인 2나노미터(㎚)다. 작은 크기를 통해 충방전 시 완전한 전극 이용을 가능하게 한다.
연구팀은 여기에 탄소화 열처리 공정을 더해 전극의 성능을 높였다. 이 결과 주석 황화물 나노 복합체는 1g 당 1230밀리암페어아워(mAh)의 높은 초기용량, 우수한 충·방전 속도를 보였다. 나트륨 이차전지에 삽입해 구동했을 때에는 기존 주석 황화물 전극의 이론용량에 준하는 높은 방전용량을 보였다. 고속 충·방전시에도 높은 용량을 유지했다.
김 교수는 “이번 연구 결과는 나트륨 이차전지 음극 소재를 개발하는 밑거름이 될 것”이라면서 “이차전지의 성능과 경제성을 획기적으로 개선해, 실용화를 진행할 수 있다”고 말했다.
대전=김영준기자 kyj85@etnews.com
