리튬2차전지 용량 늘리고 안전성 500배 향상

선양국 한양대 교수

(아주경제 권석림 기자) 리튬2차전지(충전지)의 성능을 좌우하는 양(+)극 소재를 국내 연구진이 내·외부층을 가진 이중구조(Double Structure)로 만들어 안전성과 용량을 크게 개선했다.

교육과학기술부는 선양국 한양대 교수가 겉은 리튬인산철(LiFePO4), 속은 인산망간리튬(LiMnPO4)로 된 이중구조의 독창적 2차전지 양극 소재를 개발했다고 7일 밝혔다.

연구팀에 따르면 양극을 공 모양으로 만들고 그 안을 인산망간리튬으로 채운 뒤 표면에 리튬인산철 소재를 입혔다.

또 이 이중구조의 양극 소재가 빨리 충전돼 높은 성능을 낼 수 있도록 양극 내부에 나노미터(㎚·10억분의 1ｍ)급 크기의 작은 구멍(pore)을 만들고 그 사이로 전해질이 들어가도록 했다.

그 결과 이 양극을 사용한 2차전지의 에너지 밀도가 현재 상용화된 소재보다 1.2배 높고, 열적 안전성(폭발 안전성)은 500배 높은 것으로 확인됐다.

이번 연구성과는 화학분야 권위지 ‘앙게반테 케미 국제판(Angewandte Chemie International Edition)’ 1월 17일자에 실렸다.

리튬2차전지는 외부전원으로 충전해 쓸 수 있어 반영구적이다. 휴대전화·노트북컴퓨터와 같은 소형전지에 널리 쓰이며 최근엔 하이브리드 전기자동차·에너지 저장장치 등에 중대형전지로 용도가 확대되고 있다.