UNIST, 고효율 흑연 음극재 개발
2023-10-06 박재권 기자
UNIST는 5일 에너지화학공학과 이현욱 교수팀이 기화응결 방법을 이용해 적린과 카본이 코팅된 다공성 흑연 음극재인 ‘흑연인 복합체’를 개발했다고 밝혔다.
연구팀에 따르면 개발된 복합체는 적린과 카본 코팅층의 이점을 이용해 흑연 표면에 생성되는 전자와 리튬 이온의 전도도를 높인다. 전도도가 높아지면 배터리를 고속 충전할 시 전극 표면에만 집중되던 리튬 이온을 확산시켜 충전을 균일하게 만든다.
또 배터리에 문제를 일으키는 수지상 형성도 억제해 안정성도 향상할 수 있다. 연구팀은 적린의 낮은 끓는점을 활용해 인 성분을 흑연 표면에 균일하게 증착시켰다. 석영관을 녹여 흑연과 적린을 밀폐시킨 후 끓는점 이상으로 온도를 가하면 적린이 기화된다. 기화된 적린은 흑연을 균일하게 감싸고 온도를 내리면 증착이 이뤄진다. 연구팀은 여기에 원유를 분리할 때 생기는 잔류물인 ‘석유계 피치’를 추가로 코팅해 적린의 부반응이 제어된 흑연-인 복합체를 완성했다.
이현욱 교수는 “흑연의 에너지 밀도와 고속 충전을 위한 연구는 흑연 기반 음극재 시장의 핵심 인자”라며 “저렴한 적린과 카본을 코팅한 흑연 음극재 개발이 배터리 시장에서 필요로 하는 부분을 충족시킬 수 있을 것”이라고 말했다. 박재권기자