배터리 수명 늘릴 新금속물질 찾았다
  • 이예진기자
배터리 수명 늘릴 新금속물질 찾았다
  • 이예진기자
  • 승인 2019.06.12
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박수진 포스텍 교수팀, 게르마늄·아연 합금시켜 개발
부피 팽창 완화·출력도 높아… 다양한 분야 활용 기대

[경북도민일보 = 이예진기자] 박수진<사진> 포스텍 화학공학과 교수팀과 김일두 카이스트 신소재공학과 교수팀이 배터리 용량 문제를 해결할 새로운 금속물질을 개발했다고 12일 밝혔다.
 지난 2017년 있었던 ‘아이폰 배터리 게이트’는 배터리의 노화가 진행되면 휴대폰의 성능이 자동으로 저하된다는 사실이 확인됐었다.
 스마트폰 외에도 전기차 등에 사용되는 배터리는 앞으로 더 큰 용량을 필요로 하게 될 것이기 때문에 관련한 연구가 활발히 이뤄지고 있다.

 배터리 수명을 책임지는 것은 음극으로 충전과 방전이 반복되면서 음극의 부피가 팽창하고 이에 따라 배터리 이용시간도 줄어들게 된다.
 현재 상용화된 리튬이온 배터리의 경우 흑연을 음극으로 사용하는데 흑연은 시간이 지나면 팽창하는 성질을 가지고 있어 이를 고려해 배터리를 설계하면 배터리의 용량이 줄어들 수 밖에 없다. 대안으로 실리콘이나 게르마늄을 활용한 음극 소재가 개발되기는 했지만 용량은 높일 수 있어도 출력을 높일 수 없어 전기자동차와 같은 큰 전지에는 적용할 수 없다는 문제가 있었다.
 이에 공동연구팀은 게르마늄과 아연을 열반응시켜 불규칙적인 배열의 합금을 만들어냈다. 이 합금을 일차원적 구조로 합성시켜 리튬이온전지에 적용해 실시간 전자현미경으로 관찰한 결과 부피팽창도 완화시키고 출력도 높이는 역할을 한다는 새로운 사실을 밝혀냈다.
 박수진 교수는 “이번 연구는 단순한 금속 간 불규칙적인 배열을 통해 전기화학적 특성을 더욱 높인 새로운 형태의 소재를 제안한 연구로서 다양한 금속 조합을 통해 각 전지의 목적에 맞는 전극 소재 개발 가능성도 연 연구라 할 수 있다”고 했다.



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