한국기계연구원은 나노역학장비연구실 현승민 책임연구원·성균관대 이후정 교수 공동연구팀이 리튬이온배터리의 신뢰성·성능을 높일 새로운 배터리 전극(음극) 구조를 개발했다고 17일 밝혔다.

 

전극을 두껍게 만들면 더 많은 에너지를 저장할 수 있으나 저항이 커지면서 성능이 떨어지는 문제가 있다. 이에 연구팀은 리튬이온배터리 전극이 두꺼워도 고성능·고신뢰성을 유지하는 디자인·공정 기술을 개발하기 위해 음극을 이중 층으로 구성했다.

 

이어 이온·전기 전도성이 향상된 작은 소재가 용량이 큰 소재 사이사이에 존재할 수 있게 요철 형태로 설계했다.

 

 

이로 인해 전극이 두꺼워져도 전극 전체가 높은 에너지 밀도를 유지하고, 균일한 반응 안정성을 가질 수 있어 성능·수명 증가에 도움이 된다고 연구팀은 설명했다.

 

현승민 책임연구원은 "기존 리튬이온배터리 소재와 공정을 활용하면서도 새 디자인 설계를 적용해 배터리 성능·수명을 증가시켰다"며 "스마트폰·노트북 같은 전자기기는 물론 고출력 환경에서도 높은 에너지 밀도가 요구되는 전기자동차와 소프트 로봇에 적용할 수 있도록 노력하겠다"고 말했다.

 

이번 연구는 과학기술정보통신부 지원 '나노 및 소재 기술개발사업' 및 기계연 기본사업 '나노기반 옴니텍스(Omni-TEX) 제조 기술 개발' 과제의 지원을 받아 수행됐으며, 국제학술지인 '어드밴스트 펑셔널 머티리얼즈'에 지난해 11월 게재됐다.

 

헬로티 이창현 기자 |