한·미 연구팀이 전기차 주행거리를 3배 이상 늘릴 수 있는 리튬이온 배터리를 개발했다. 이 배터리는 하루 1회 충전 시 7년 가까이 성능 감소 없이 사용 가능해 전기차와 에너지저장장치(ESS) 이차전지 발전에 기여할 전망이다.
광주과학기술원(GIST·총장 문승현)은 엄광섭 신소재공학부 교수팀이 조한익 건국대 미래에너지공학과 교수팀, 탐 쿨러 미국 조지아공대 교수팀과 공동으로 리튬이온 배터리보다 에너지 밀도 용량을 최대 3배 늘린 새로운 리튬이온 배터리를 개발했다고 7일 밝혔다.
전기차의 주행거리를 늘리기 위해서는 많은 양의 배터리를 장착하면 되지만 차체 무게가 증가하고 자동차 연비가 감소한다.
한·미 연구팀은 실리콘 음극과 황-금속 화합물 양극에 전기화학 처리를 통해 리튬·실리콘 음극과 황-금속 화합물 양극을 새로운 전극 재료로 사용했다. 그 결과 기존 리튬이온 배터리 보다 사용전압을 고려한 에너지밀도가 3배 이상 증가해 전기차 주행 거리를 3배 이상 늘릴 수 있는 것으로 나타났다. 무게당 저장용량은 6배 이상 향상됐다.
또 전극 활성 물질 셀을 제작한 뒤 실시간 나노 크기로 변환시킬 수 있는 전기화학적 분쇄법으로 충·방전 2500회 동안 초기 성능 90% 이상을 유지할 수 있는 기술도 개발했다. 충·방전 2500회는 하루 1회 충전 시 6.8년간 별다른 변화 없이 초기 성능을 유지한다는 의미다.
엄광섭 교수는 “고용량·초저가인 황-금속 화합물 소재를 이용한 새로운 리튬이차전지의 성능과 안정성을 크게 향상시켰다는 데 이번 연구에 의미가 있다”며 “전기차와 ESS 등 이차전지 시장의 발전과 성장에 기여하겠다”고 말했다.
광주=김한식기자 hskim@etnews.com
