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KIST, 나노기술 이용 고용량 ㆍ 고출력 2차전지 개발
2009-05-14

KIST, 나노기술 이용 고용량 ㆍ 고출력 2차전지 개발
전기자동차 사용 시간을 획기적으로 늘린다

고출력이 요구되는 전기자동차에 활용할 수 있는 고효율 2차전지 나노소재 제조 기술이 국내 연구진에 의해 개발돼 본격적인 상용화 준비에 들어간다.
한국과학기술연구원(KIST, 원장 금동화) 에너지재료연구단 김일두 박사팀이 개발한 이 기술은 고용량 ㆍ 고출력 전지 특성을 가지는 나노섬유 전극소재를 적은 비용으로 손쉽게 대량 생산할 수 있는 신기술이다.
2차전지는 양극과 음극이 분리막에 의해 분리되어 있다. 일반적으로 전지를 장시간 사용하기 위해서는 고용량 특성을 가진 음극 소재가 필요하며, 높은 출력이 요구되는 전기자동차 등에는 고출력 양극 소재가 필요하다. 그러나 상용화된 흑연계 음극소재는 이론 용량이 372mAh/g으로 리튬이온을 저장하는 능력에 제한이 있어 장시간 사용에 제약이 있다. 최근 기존 흑연계보다 용량이 월등히 높은 음극 소재인 실리콘(4200mAh/g)이나 주석(900mAh/g) 계열의 소재가 활발히 연구되고 있으나, 이러한 소재들은 충방전 시 체적 변화(200~350%)가 크게 발생되어 수명(사이클 특성)이 매우 짧은 단점이 있다.
이번에 개발한 나노섬유 제조기술은 음극 소재뿐만 아니라 다양한 양극 소재를 저가에 대량으로 제조할 수 있는 장점이 있다. 특히 전극 소재가 섬유상의 구조를 가지고 있어 표면적이 넓고, 섬유 사이의 열린 공간을 통해 리튬이온이 빠르게 이동할 수 있어 고출력 특성이 우수하다.


KIST 김일두 박사가 나노섬유 전극 소재로 만든 2차전지 성능을 시험하고 있다.

김일두 박사는 “1차원 나노섬유 구조를 가진 전극소재를 이용하여 2차전지를 제조함으로써, 높은 충 ㆍ 방전 효율과 고속 출력이 동시에 가능해졌다”고 말했다.
KIST는 ㈜AMO(대표 김병규)와 ‘2차전지 소재제조기술’에 대한 통상 실시 계약을 체결했다. ㈜AMO는 KIST로부터 전극활물질 원천 제조 기술을 이전받아 고출력, 고용량 2차전지를 양산하기 위한 공정 개발에 착수한 뒤, 2~3년 내에 다양한 2차전지 응용제품을 출시할 계획이다.

글_백종윤 기자 <한국과학기술연구원 (02)958-5114 / www.kist.re.kr>

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