리튬전지 용량 키우고 폭발위험 낮췄다

선양국 한양대 교수

아주경제 권석림 기자= 휴대전화·노트북 배터리 등에 널리 쓰이는 리튬 이차전지(축전지)의 용량을 키우는 동시에 폭발 위험을 낮추는 소재가 개발됐다.

교육과학기술부와 한국연구재단은 한양대 선양국 교수팀이 기존 리튬 이차전지보다 에너지 저장 용량이 40% 정도 많고 안전성 측면에서도 개선된 리튬 이차전지 양(+)극 소재를 개발했다고 17일 밝혔다.

연구팀은 구형 양극의 중심에서 겉표면에 이르기까지 니켈과 망간의 비율이 계속 변하도록 양극을 설계, 양극의 중심을 채운 니켈 때문에 에너지 저장 효율을 40% 정도 높이는 데 성공했다.

양극 표면쪽 니켈 농도도 낮춰 폭발 위험도 크게 줄었다.

리튬 이차전지의 양극은 보통 축구공과 같은 구형으로, 리튬(Li)과 니켈(Ni)·코발트(Co)·망간(Mn) 혼합물이 1대 1의 비율로 섞여있다.

니켈·코발트·망간 각 성분의 비율에 따라 리튬 이차전지 자체의 특성이 달라진다.

니켈이 많으면 에너지 저장 능력이 커지는 대신 폭발 위험 등의 측면에서 안전성이 떨어지고 반대로 망간 비율이 높아지면 보다 안전하지만 에너지 저장 효율이 낮아진다.

코발트가 늘어나면 전지의 수명 연장과 빠른 충·방전이 가능해진다.

선 교수는 “이번 연구 결과가 앞으로 하이브리드 전기자동차나 전력저장시스템용 중대형 리튬이차전지 개발에 중요한 바탕이 될 것”이라고 말했다.