포스텍 강병우 교수 연구팀은 6분 만에 전기차 90% 충전이 가능한 배터리 소재를 개발했다고 밝혔다. 포스텍 제공

강병우 교수

포스텍 연구팀이 6분 만에 전기차 90% 충전이 가능한 배터리 소재를 개발했다고 밝혔다. 기존과 다른 방식으로 전기차 배터리의 충전 속도를 높일 수 있는 획기적인 기술이다.
신소재공학과 강병우 교수 연구팀은 전극 물질의 입자 크기를 줄이지 않아도 획기적으로 충·방전 시간을 단축해 고출력을 낼 수 있다는 사실을 처음으로 밝혀냈다.
지금까지는 이차전지의 빠른 충·방전을 위해 전극 물질의 입자 크기를 줄이는 방법이 주로 사용됐다. 하지만 입자 크기를 줄이면 이차전지의 부피 에너지 밀도가 줄어드는 단점이 있었다.
연구팀이 개발한 합성법을 이용하면 입자 안에 있는 두 상 사이의 부피 변화를 획기적으로 줄일 수 있는 중간상을 유도할 수 있다.
또 중간상의 형성을 통해 전극 내의 수많은 입자들이 충·방전할 때 균일한 전기 화학 반응을 일으켜 전지의 충·방전 속도를 획기적으로 높일 수도 있다.
현재 50kwh급 이상의 대용량 전기차 배터리를 80%까지 충전하는 데 1시간 안팎이 걸리나 연구팀이 합성한 이차전지 전극은 6분 만에 90%까지 충전되고, 18초 이내 54%를 방전하는 성능을 나타낸다.
강병우 교수는 “기존 접근법은 빠르게 충·방전할 수 있도록 입자의 크기를 줄여 항상 에너지 밀도 저하가 문제로 지적됐었는데 이번 연구 성과를 통해 빠른 충·방전, 높은 에너지 밀도, 오랜 성능 유지 시간 등을 모두 충족시키는 이차전지 개발 기반을 마련했다”고 설명했했다.
연구 성과는 재료 분야 국제 학술지인 ‘에너지 엔 인바이러먼털 사이언스’ 최근호에 게재됐다.

한상갑 기자  arira6@naver.com

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