[문화뉴스 MHN 문정환 기자] 전기차 배터리를 6분 내에 90%까지 충전하는 소재를 국내 연구진이 개발했다.

POSTECH(포항공대) 신소재공학과 강병우 교수팀은 19일 전기차 배터리 소재를 개발했다고 밝혔다.

연구팀은 전극 물질의 입자 크기를 줄이지 않고도 획기적으로 충전 시간과 방전 시간을 단축해 고출력을 낼 수 있다는 사실을 밝혀냈다.

기존에는 이차전이의 빠른 충전과 방전을 위해 전극 물질의 입자 크기를 줄이는 방법이 주로 사용됐다. 입자 크기를 줄이면 이차전지의 부피 에너지 밀도가 감소한다는 단점이 있었다.

연구팀은 충전과 방전에 있어서 상변이 과정에 중간상을 형성시켜 입자 크기를 줄이지 않고 밀도 손실을 막을 수 있다는 점을 발견했다.

연구팀이 개발한 합성법을 이용하면 입자 안에 있는 두 상 사이의 부피 변화를 획기적으로 줄일 수 있는 중간상을 유도할 수 있다. 이를 통해 전극 내 수많은 입자들이 균일한 전기 화학 반응을 일으켜 전지의 충전 속도를 증가시킬 수 있음을 확인했다. 

이를 이용해 충전과 방전을 통해 고출력을 낼 수 있을 뿐만 아니라 오랜 수명의 이차전지를 개발할 수 있다는 기대감을 높였다.

강 교수는 “빠르게 충‧방전할 수 있도록 입자의 크기를 줄인 기존의 방식은 항상 에너지 밀도의 저하가 문제로 지적됐다”라며 “이번 연구 성과를 통해 빠른 충·방전, 높은 에너지 밀도, 오랜 성능 유지 시간 등을 모두 충족시킬 수 있는 이차전지를 개발할 수 있는 기반을 마련했다”고 말했다.

연구 성과는 재료 분야 국제학술지 에너지 엔 인바이러먼털 사이언스 최근호에 게재됐다.

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국내 연구진, 전기차 6분 내에 90% 충전 가능한 기술 개발
포스텍 신소재공학과 강병우 교수팀, 배터리 소재 개발
상변이 과정에 중간상을 형성시켜 입자 크기 변화 없이 밀도 손실 방지