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리튬 이차전지용 음극소재 성능 향상 메커니즘 규명

금오공대 박철민 연구팀

하철민 기자 hachm@kyongbuk.com 등록일 2018년04월02일 17시11분  
좌로부터 금오공대 신소재공학부 박철민 교수, 박민구 벡셀 기술연구소 연구원, 최정희 한국전기연구원 연구원
금오공과대학교(총장 이상철) 신소재공학부 박철민 교수(42) 연구팀이 한국전기연구원과 기업연구소(벡셀 기술연구소, 삼성종합기술연구원)와의 공동연구를 통해 ‘고용량 리튬 이온 이차전지용 음극소재 개발 관련 성능 향상 메커니즘 규명’에 성공했다.

연구팀은 주석계 나노복합체 소재를 주석(Sn)과 전이금속, 탄소를 이용해 간단한 고체합성법으로 제조했으며 이를 리튬 이온 이차전지의 음극소재로 적용, 고용량 리튬 이온 이차전지를 개발했다.

이 연구는 신소재 분야 최상위급 SCI 학술지인 ‘ACS 나노(ACS Nano*, Impact factor: 13.942)’의 온라인판 3월호에 게재됐다.

연구팀은 제조된 주석계 나노복합체 소재가 충전 및 방전이 진행되는 동안 2~3 나노미터 크기의 주석계 화합물로 안정화되며, 안정화된 주석계 화합물 소재는 우수한 전기화학 성능을 발현한다는 사실을 규명했다.

또한 제조된 주석계 나노복합체 소재가 현재 상용화 중인 흑연 음극에 비해 3배 이상의 부피당 용량을 가지며 전기화학 성능 또한 매우 우수한 것으로 나타났다.

이러한 연구결과는 고용량 리튬 이온 이차전지용 음극소재를 활용하는 데 기여할 것으로 기대된다.

박철민 교수는 “주석계 나노복합체 소재를 간단히 제조한 데 이어 우수한 전기화학 성능의 발현을 위한 반응 메커니즘을 이번 연구를 통해 규명했다”며, “이는 고용량 리튬 이온 이차전지용 합금계 음극소재 개발 관련 연구의 상용화에 새로운 가능성을 제시한 것”이라고 밝혔다.

박철민 교수는 새로운 이차전지 시스템 및 고용량 리튬이온전지 전극소재 개발 등 차세대 산업동력을 위한 연구를 지속적으로 해오고 있다.

이번 연구는 박민구(벡셀 기술연구소), 최정희(한국전기연구원), 이동훈(삼성SDI 중앙연구소) 및 정희철(삼성종합기술연구원) 연구원이 함께 참여했으며, 한국연구재단의 중견연구자 지원사업 및 금오공대 ICT융합특성화 연구센터(센터장 김동성)의 지원을 받아 수행됐다.

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하철민 기자

    • 하철민 기자
  • 중서부권 본부장, 구미 담당