포스텍 연구팀, 전기차 4배 용량으로 더 빠르게 충전 기술 개발

왼쪽부터 김원배, 교수, 박정수(석사과정), 강송규(박사과정). (포스텍제공) 2024.9.5/뉴스1

(포항=뉴스1) 최창호 기자 = 포스텍(포항공대) 화학공학과 친환경소재 대학원 김원배 교수팀이 전기차 배터리를 고속 충전이 가능하면서도 고용량과 안정성을 유지하는 배터리 소재를 개발했다고 5일 밝혔다.

김원배 교수, 박정수(석사과정), 강송규(박사과정)팀은 실리콘 음극재에 전도성 고분자를 도입해 250회 고속 충전 후에도 기존 음극재를 적용한 배터리 대비 최소 400% 이상의 높은 에너지 용량을 유지하는 데 성공했다.

전기차 배터리 음극에 주로 사용되는 흑연은 에너지 저장 용량 한계로 최근에는 실리콘 음극활물질이 대안으로 떠오르고 있지만 충·방전을 반복하는 과정에서 실리콘 입자가 깨지는 문제로 배터리의 성능과 안정성은 물론 내구성이 떨어지는 문제가 있었다.

연구팀은 p-톨루엔설폰산이 도핑된 폴리아닐린으로 인공 SEI(Solid Electrolyte Interphase)를 만들고, 이를 배터리 음극 표면에 부착하는 통합 기술을 개발했다. 통합 SEI는 음극의 급격한 부피 변화로 인해 발생하는 응력을 효과적으로 분산시켜 음극의 부피 팽창을 완화하는 것으로 나타났다.

도핑이란 특정 물질의 성질을 개선하기 위해 다른 물질을 첨가하는 공정이다.

김원배 교수는 "후속 연구를 통해 전기차 주행거리와 내구성, 충전 속도 모두 지속적으로 개선해 나가겠다"고 밝혔다.

이번 연구는 에너지 · 재료화학 분야 국제 학술지인 '에너지화학저널(Journal of Energy Chemistry)' 온라인판에 최근 게재됐다.

choi119@news1.kr