'1회 충전으로 300㎞' 전기차 배터리 개발

GIST·美 MIT 공동연구팀

엄광석(왼쪽) GIST 교수와 이정태 MIT 박사 /사진제공=GIST

한 번의 충전만으로도 전기자동차를 최대 300㎞까지 달릴 수 있게 하는 리튬이온 배터리 기술이 국내에서 개발됐다.

광주과학기술원(GIST)는 본원의 엄광섭 신소재공학부 교수, 이정태 메사추세츠공과대학(MIT) 박사의 공동연구팀이 새로운 양극재를 적용해 이 같은 고성능 배터리를 개발하는 데 성공했다고 10일 밝혔다.

연구팀은 양극의 재료로 황과 셀레니움을, 음극의 재료로 리튬과 실리콘을 사용했다. 황과 실리콘은 기존의 리튬금속산화물(양극재), 그라파이트(음극재)보다 고용량의 전력을 저장할 수 있다. 다만 황과 실리콘만을 사용하면 반복 충전시 음극이 갈라져 수명이 짧아지는데 이를 보완하기 위해 연구팀은 셀레니움을 양극에 첨가했다. 이렇게 하면 양극의 셀레니움이 녹은 뒤 리튬과 결합해 음극을 코팅함으로써 음극재에 균열 등이 생기는 것을 막는다는 것이다.



이번 기술을 활용하면 리튬금속산화물-그라파이트를 사용한 기존 리튬이온배터리보다 에너지 저장 용량은 4배, 수명은 2배 이상 늘어난다고 GIST는 소개했다. 전기차 뿐 아니라 휴대전화 등 다용도로 적용이 가능할 것으로 기대된다. 실제로 연구팀이 개발한 배터리는 1g당 약 500mAh의 고용량을 실현했으며 1,500번에 걸친 충·방전시험을 해도 성능감소폭에 19%에 불과한 것으로 전해졌다. 매일 충전해도 최소 40년간 80%이상의 성능을 유지할 수 있다는 뜻으로 풀이된다 .

이번 연구결과는 국제학술지인 네이처 커뮤니케이션즈의 지난 1월5일자 온라인판으로 실렸다. /민병권기자 [e-mail]