기술 개발을 이끈 정승열 책임(왼쪽)과 이건웅 본부장이 그래핀-실리콘 복합 음극재를 들고 포즈를 취하고 있다.［제공=한국전기연구원］

- 값싼 마이크론 크기 상용 실리콘 활용,
- 전기차 주행거리 증가 등 리튬이온전지 성능 개선 기여
- 곧 상용화

[헤럴드경제=최상현 기자]친환경 전기자동차 등에 사용되는 리튬이온전지의 주요 소재인 ‘실리콘(Si)’의 단점을 보완한 획기적인 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다. 조만간 상용화를 앞두고 있어 전기차 배터리 성능 향상과 주행거리 증가에 크게 도움이 될 것으로 기대된다.

한국전기연구원 나노연구기술센터와 전지연구센터 공동연구팀은 ‘리튬이온전지용 실리콘-그래핀 복합 음극재 대량 제조기술’을 개발했다고 30일 밝혔다.

현재 리튬이온전지의 차세대 음극재로 대두되고 있는 실리콘은 전기 전도도가 매우 낮고 충전과 방전을 반복하면 부피가 팽창하는 단점이 있다.

입자가 부서지거나 전극이 벗겨져 전지 성능을 급격히 감소시키는 문제도 있어 상용화에 걸림돌이 되고 있다.

연구팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 ‘그래핀’에 주목했다.

그래핀은 2차원 탄소나노소재로 전도성이 우수하다는 장점이 있다. 부피팽창에 따른 성능 감소도 억제할 수 있다.

연구팀은 값싼 마이크론(μm) 크기의 상용 실리콘을 활용해 고전도성 그래핀 분산기술을 적용, 복합 음극재를 대량으로 제조하는 데 성공했다.

상용화를 위한 준비과정도 마쳤다.

연구팀은 실리콘-그래핀 복합 음극재 기술이 친환경 전기자동차, 방위산업, 우주ㆍ항공 등 다양한 분야에서 고용량 리튬이온전지의 성능을 높이는 데 활용될 것으로 기대하고 있다.

특히 전기자동차에 적용할 경우 배터리 성능을 높여 주행거리를 20% 이상 늘릴 수 있을 것으로 보고 있다.

연구팀은 원천 특허 출원과 자체적인 양산준비 가능성 검증이 끝나는 대로 사업화를 추진한다는 계획이다.

bonsang@heraldcorp.com