KAIST 송현준 교수, 리튬이온전지 성능 향상 구조체 개발

산화구리 이용 충·방전용량 50%이상 커져

20090215002202

• 국내 연구진이 각종 전자기기와 차량용 2차전지로 기대를 모으고 있는 리튬이온전지의 성능을 크게 향상시킬 수 있는 금속산화물 나노구조체를 개발했다.
  
  한국과학기술원(KAIST) 화학과 송현준 교수(사진)는 산화구리를 이용해 성게 모양의 나노구조체를 만들고 이를 리튬이온전지 음극 소재로 활용한 결과, 충·방전 용량이 기존 음극 재료인 흑연보다 50% 이상 크고 안정성도 뛰어난 것으로 확인됐다고 15일 밝혔다.
  
  이 연구결과는 나노구조의 금속산화물이 마이크로 구조보다 리튬이온전지 음극 소재로 더 우수하다는 것을 처음 밝힌 것으로 신소재분야 국제학술지 ‘어드밴스트 머티리얼스(Advanced Materials)’ 온라인판 최신호에 게재됐다.
  
  현재 리튬이온전지 음극 소재로는 흑연이 쓰이고 있으나, 충·방전 용량이 크지 않고 쉽게 산화돼 수명이 점차 단축되는 단점이 있다. 이에 따라 흑연을 대체하기 위한 연구가 세계적으로 활발히 진행되고 있으며, 실리콘과 금속산화물이 그 후보로 꼽히고 있다.
  

   

  그러나 실리콘은 이론적으론 충·방전 용량이 흑연의 10배나 되지만 쉽게 부서질 가능성이 있고, 금속산화물은 음극소재로 적합한 구조가 아직 밝혀지지 않고있다.

  
  송 교수팀은 이 연구에서 산화구리를 속이 빈 육면체와 속이 빈 구(球), 성게 형태(urchin-like) 등 3가지 나노구조체로 대량 합성할 수 있는 기술을 개발하고 이 중 성게 모양 나노구조체가 리튬이온전지의 음극 소재로 가장 적합하다는 사실을 밝혀냈다.
  
  송 교수는 “연구에서 구리산화물을 리튬이온전지 음극으로 활용할 수 있는 가능성을 밝히고 산업화에 필요한 대량 합성법까지 제시했다는 점에서 의미가 있다”고 말했다.
  
  김기동 기자 kidong@segye.com