리튬이차전지용 고성능 실리콘계 음극소재 개발

(대전=뉴스1) 박찬수 기자 = 충남대학교 응용화학공학과 이영석 교수 연구팀이 질소삼불화(NF₃)를 이용한 정밀 불소화 공정을 통해 실리콘과 탄소나노튜브를 결합한 차세대 실리콘계 음극소재를 개발하는데 성공했다.

3일 충남대에 따르면 이번 연구 결과는 국제 저명 학술지인 ‘Chemical Engineering Journal’(IF: 15.1, JCR 3.0%)에 최근호에 게재됐다. 이번 연구에는 이영석 교수가 교신저자, 명성재 박사과정생이 제 1저자로 참여했다.

이번에 연구진이 개발한 CNT/SiOxFy/C 복합체는 NF₃ 정밀 불소화로 형성된 요크–쉘(Yolk-Shell) 구조와 안정한 계면을 통해 실리콘의 부피 팽창을 효과적으로 흡수하면서 전자·이온 전달 경로를 확보해, 실리콘계 음극의 구조적 안정성과 장기 신뢰성을 크게 향상시킨 고성능 리튬이차전지 음극 소재로 평가된다.

이러한 성과는 차세대 고에너지 밀도 리튬이차전지 및 ESS·전기차 배터리 등 고성능 응용 분야에서 실리콘 기반 음극 설계의 새로운 방향을 제시하는 기반 기술로서 중요한 의미를 갖는다.

한편, 이영석 교수는 미국 스탠퍼드대와 세계적 출판기업인 엘스비어(Elsevier)가 공동발표한 ‘세계 상위 1% 과학자’로 탄소재료화학 분야를 선도하는 세계적 연구자로 평가받고 있다. 제 1저자인 명성재 박사과정생은 대학원 대통령장학생으로 리튬이차전지용 음극재 연구를 수행하고 있다.

pcs4200@news1.kr