포스텍·서울대 연구팀, 20분 충전으로 1000㎞ 주행 신소재 개발

(포항=뉴스1) 최창호 기자 = 포스텍은 1일 박수진 화학과 교수, 최창욱 서울대 화학생물공학부 교수 연구팀이 20분 충전으로 1000㎞를 주행할 수 있는 고강도 실리콘 음극 소재를 개발했다고 밝혔다.

연구팀은 음극재 소재를 충·방전하는 과정에서 최대 300％까지 팽창하는 실리콘의 구조적 붕괴 문제를 해결하기 위해 나노미터 수준에서 물질 구조를 정밀히 설계했다.

이어 실리콘 산화물 내부에 리튬 불화물(LiF) 나노결정을 도입, 표면 코팅으로 이온과 전자의 이동 특성을 개선해 구조 안정성과 전기화학적 성능을 확보했다.

개발된 이 소재는 충·방전 시 부피 변화를 크게 억제하면서 20분 급속충전 조건에서 1000회 이상 안정적으로 구동되는 것으로 나타났다.

박수진·최장욱 교수는 "실리콘 음극재가 부서지는 문제를 강도와 영률을 동시에 높이는 방식으로 해결했다"며 "고에너지 밀도와 급속충전을 만족하는 차세대 배터리 상용화를 앞당기는 계기가 될 것"이라고 말했다.

영률은 하중에서 선형 탄성 재료의 응력과 변형률 관계를 표현할 때 계수를 말한다. 영률이 클수록 같은 응력에서 변형이 작아 더 단단하고 변형이 잘 안된다.

choi119@news1.kr