기존의 리튬이차전지 기술에 비해 충전 시간을 최소 30분의 1~최대 120분의 1로 단축시킬 수 있고, 단 6초만에 50%의 전지용량을 사용할 수 있는 전극소재 원천기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

울산과학기술대학교(UNIST)의 친환경에너지공학부 조재필 교수(사진)가 주도하고 이상한 박사과정생 등이 참여해 개발한 신기술은 교육과학기술부가 지원하는 '신기술융합형 성장동력사업'을 수행하는 과정에서 일궈낸 연구결과이다. 화학분야의 권위 있는 학술지인 '앙게반테 케미 국제판'에 8월 8일자로 게재됐다.

조재필 교수팀이 개발한 신기술은 리튬이차전지의 출력과 용량을 동시에 획기적으로 높인 새로운 양극소재 합성법이다. 일반적으로 이차전지용 전극소재는 분말 형태인데 이 분말 입자의 크기를 줄임으로써 충방전 속도를 빠르게 할 수 있지만 이는 곧 전극의 밀도를 떨어뜨려 전지의 용량은 줄어들게 되는 단점이 있다.

이번 연구에서는 유기용매를 첨가한 수열 합성법으로 20나노미터 크기의 미세 입자(1차)를 낮은 온도에서 단시간에 제조했다. 수크로즈라는 흑연전구체가 포함된 용액에 충분히 분산시킨 후 재 응집 시켜 내부에 흑연 전구체가 포함된 적절한 크기의 2차 입자를 제조했다. 이에 따라 빠른 충방전이 가능해진다.

조재필 교수는 "현재 리튬이온 이차전지의 충방전 속도의 한계를 뛰어넘을 획기적인 사례"라며 "1분내 완전 충전 가능한 전기자동차용 이차전지의 개발에 한층 더 다가설 것"이라고 연구 의의를 밝혔다. /김지성기자 lazyhand@