고려대 윤영수 교수팀, 리튬 금속 이차전지 후막화 기술 개발

연구 논문 국제 저널 'Advanced fiber materials' 게재

리튬 금속 이차전지의 에너지 밀도를 증가시키기 위한 후막화 기술을 개발한 고려대 융합에너지공학과 윤영수 교수팀. 왼쪽부터 윤 교수와 강동혁 석박통합과정 , 박민혁 석박통합과정, 이정훈 고려대 연구교수 (고려대 제공)

(서울=뉴스1) 이유진 기자 = 고려대학교 융합에너지공학과 윤영수 교수팀이 리튬 금속 이차전지의 에너지 밀도를 증가시키기 위한 후막화 기술을 개발했다.

15일 고려대에 따르면 윤 교수팀의 이같은 연구 결과가 실린 논문이 국제 저널 'Advanced fiber materials'에 지난달 12일 온라인 게재됐다.

논문명은 'High-Performance Thick Cathode Based on Polyhydroxyalkanoate Binder for Li Metal Batteries'다.

리튬 이차전지 단일 셀의 전극 밀도를 높이는 후막화 기술은 리튬 이차전지에 사용되는 기존 양극 활물질을 변경 없이 에너지 한계를 극복할 수 있는 기술이다.

전극 제조에 일반적으로 사용되고 있는 슬러리 방식은 두꺼운 전극을 제조하는 과정에서 균열(crack)과 플레이킹(flake)이 발생하는 문제점이 있다.

본 연구에서는 전도성 나노섬유 네트워크(CNN)와 나노브리징 비정질 폴리하이드록시알카노에이트(aPHA) 바인더를 기반으로 이중 네트워크 조합 전략을 사용하여 고성능 후막 전극을 제조했다고 고려대는 설명했다.

CNN과 aPHA 듀얼 네트워크는 대량 생산이 가능한 슬러리 방식으로, 후막 양극(두께 250μm 이상, 양극 활물질 90wt.% 이상)의 제조를 용이함과 동시에 높은 율 특성과 우수한 사이클링 안정성을 나타냈다는 평가다.

아울러 두꺼운 양극과 얇은 Li 금속 양극 쌍(Li//t-NCM)은 최적의 에너지 성능을 나타내 ~25.3 mW cm−2의 높은 에너지 밀도를 갖는 고성능 리튬 금속 배터리를 제공, ~1,720W L−1의 출력과 6mA h cm−2에서 ~470W h kg−1의 뛰어난 비에너지를 제공한다고 학교 측은 부연했다.

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