KPI뉴스 - "한번 충전으로 서울~부산 왕복"…UNIST, 고성능 건식 배터리전극 개발

  • 흐림제천16.6℃
  • 흐림구미20.7℃
  • 비대전15.1℃
  • 흐림군산17.3℃
  • 흐림속초19.6℃
  • 흐림영천20.2℃
  • 흐림순천20.0℃
  • 비북강릉18.5℃
  • 흐림보은16.5℃
  • 구름많음해남22.8℃
  • 흐림강화15.2℃
  • 흐림서산15.1℃
  • 흐림영월16.9℃
  • 흐림세종14.9℃
  • 맑음성산27.2℃
  • 흐림홍천16.9℃
  • 흐림경주시23.0℃
  • 구름많음순창군19.8℃
  • 구름많음목포21.1℃
  • 구름많음장흥23.4℃
  • 구름많음진주20.2℃
  • 비울산23.0℃
  • 흐림의령군21.0℃
  • 구름많음영광군17.9℃
  • 흐림장수18.9℃
  • 흐림여수22.3℃
  • 비수원15.5℃
  • 흐림양산시21.9℃
  • 비창원20.9℃
  • 비포항22.3℃
  • 구름많음제주23.1℃
  • 흐림광주20.9℃
  • 흐림상주18.1℃
  • 흐림대관령14.6℃
  • 흐림부안16.9℃
  • 흐림추풍령18.2℃
  • 흐림부여15.7℃
  • 흐림동해18.0℃
  • 흐림거창19.2℃
  • 흐림영덕19.2℃
  • 흐림인제16.8℃
  • 흐림합천20.3℃
  • 흐림철원16.4℃
  • 흐림이천16.4℃
  • 비인천16.2℃
  • 흐림함양군20.8℃
  • 비청주15.8℃
  • 흐림대구20.7℃
  • 흐림태백15.7℃
  • 흐림고창군℃
  • 흐림충주17.2℃
  • 흐림울릉도22.1℃
  • 흐림밀양22.5℃
  • 흐림울진18.3℃
  • 구름많음거제22.8℃
  • 흐림산청20.1℃
  • 구름많음통영22.8℃
  • 흐림광양시22.1℃
  • 흐림춘천16.4℃
  • 구름많음보성군22.7℃
  • 흐림임실18.7℃
  • 흐림금산18.1℃
  • 흐림문경17.4℃
  • 비홍성15.1℃
  • 구름많음진도군22.1℃
  • 비안동18.6℃
  • 비북춘천16.9℃
  • 흐림정읍18.4℃
  • 흐림원주17.2℃
  • 흐림영주16.7℃
  • 흐림천안15.6℃
  • 비북부산23.4℃
  • 흐림의성20.3℃
  • 구름많음고흥23.0℃
  • 흐림양평16.6℃
  • 흐림정선군16.9℃
  • 흐림보령15.7℃
  • 흐림김해시21.8℃
  • 비부산23.7℃
  • 구름많음고산22.7℃
  • 비서울16.0℃
  • 흐림동두천16.1℃
  • 구름많음강진군22.6℃
  • 흐림남원19.5℃
  • 흐림파주15.4℃
  • 맑음서귀포26.5℃
  • 구름많음고창19.7℃
  • 흐림청송군18.2℃
  • 맑음흑산도21.2℃
  • 흐림강릉19.3℃
  • 흐림서청주14.5℃
  • 비전주18.3℃
  • 흐림봉화16.5℃
  • 구름많음완도25.6℃
  • 구름많음남해20.8℃
  • 흐림백령도19.3℃
  • 흐림북창원21.3℃

"한번 충전으로 서울~부산 왕복"…UNIST, 고성능 건식 배터리전극 개발

최재호 기자 Google구글에서 선호하는 출처로 추가
기사승인 : 2025-02-02 09:28:06
최적 도전재 적용한 건식 전극설계…세계 최고 용량·출력 달성
기존 전극보다 5배 두껍고 충전속도도 빨라…국제학술지 게재

한 번 충전으로 서울~부산 왕복이 가능한 배터리 전극이 울산과학기술원 연구팀에 의해 개발됐다.

 

▲ (왼쪽 하단부터 반시계 방향으로) 김규상 연구원, 정경민 교수, 오혜성 연구원(제1저자), 방지윤·김산 연구원

[울산과학기술원 제공]

 

UNIST(울산과기원)는 에너지화학공학과 정경민 교수팀이 건식 공정을 통해 기존보다 5배 두꺼운 배터리 전극을 개발하는 데 성공했다고 2일 밝혔다. 

 

이 건식 전극을 적용하면 배터리 용량은 늘리고 빠른 충전속도를 유지할 수 있다. 화학용매를 사용하지 않는 건식 공정이 사용돼 환경 보호에도 도움이 된다고 유니스트는 강조했다.

 

전기차 대중화로 대용량 리튬이온배터리의 필요성이 커지면서 용량과 직결되는 전극은 최대한 두껍게 만들고 용량과 관련 없는 구성요소 비율을 줄이는 설계방식이 주목받고 있다. 

 

하지만 기존에 쓰이던 습식 전극 제조 방식은 분말형태 전극 원료를 용매에 풀어내 제작하기 때문에 용매가 증발되는 과정에서 뭉침이 발생하기 쉬워 전극을 두껍게 만드는 데 한계가 있었다.

 

연구팀은 건식 제조 공정을 통해 기존 보다 5배 두꺼운 전극을 개발했다. 이 전극의 합제층 밀도는 3.65g/㎤에 이른다. 합제층 밀도는 용량과 직결되는 원료 물질의 밀도다. 전극의 면적당 용량도 상용 전극의 5배에 해당하는 20 mAh/㎠ 이다. 개발된 전극을 배터리에 적용하면 전기차의 주행 거리를 약 14% 늘릴 수 있다. 

 

정경민 교수는 "기존 전기차 배터리로는 서울 부산 왕복 주행이 어려웠으나, 이번 기술을 적용하면 600㎞ 이상의 주행이 가능해져 1회 충전으로 서울 부산 왕복 이 가능할 것으로 기대된다"고 말했다.

 

또 이 전극은 전도성이 뛰어난 다공성 구형 도전재가 들어가 배터리 충전 속도도 빠르다. 일반적으로 전극이 두꺼워지면 리튬이온이 이동하는 거리가 늘어나 단위 시간당 뽑아낼 수 있는 전기량인 출력이 떨어지게 되는데, 출력이 떨어지면 충전 속도 또한 느리다. 다공성 구형 도전재 같은 특수소재는 이 같은 단점을 보완할 수 있지만, 기존 습식 공정에서는 사용하기가 까다로운 소재였다.

 

제1저자인 오혜성 연구원은 "이번 기술은 환경 친화적인 건식 전극의 용량 증가와 성능 향상을 동시에 실현한 혁신적인 성과"라며 "코인셀 수준의 실험실 단계를 넘어 대규모 생산 공정에 적용 가능한 1Ah급 파우치셀에도 성능을 검증했다는 점에서도 의미가 있다"고 설명했다.


이번 연구는 에너지 분야 최고 권위 학술지 '에너지와 환경'(Energy & Environmental Science)의 후면 표지논문으로 선정돼 1월 21일 출판됐다. 연구수행은 국가과학기술연구회(NST) 지원으로 이뤄졌다.

 

KPI뉴스 / 최재호 기자 choijh1992@kpinews.kr 

[저작권자ⓒ KPI뉴스. 무단전재-재배포 금지]