전기연구원, 급속충전에도 배터리 성능·안전성 유지 촉매 개발

음극 흑연에 촉매를 입혀 급속충전 단점 해결

한국전기연구원은 급속충전에도 배터리의 성능과 안전성이 유지되는 ‘음극 흑연 촉매·코팅 기술’을 개발했다.

이 연구는 전기연구원 차세대전지연구센터 이상민 센터장과 경희대 박민식 교수, 대구경북과학기술원(DGIST) 이종원 교수 등 이 주축을 이뤘다.

전기연구원은 전기차, 전력저장장치 생산업체에 기술 이전을 추진한다.

▲기존 상용 흑연 음극(사진 왼쪽)과 음극 흑연에 촉매를 입혀(사진 오른쪽) 주사 현미경으로 음극 리듐 석출 현상 비교한 관찰 이미지 모습.ⓒ한국전기연구원

현재 일상에서 사용되고 있는 리튬이온 배터리는 리튬이온이 양극(+)과 음극(-)을 오고 가면서 전기 에너지를 저장과 방전하는 원리로 구성된다.

충전 시간을 줄이기 위해서는 리튬이온이 빠르게 이동해야 한다.

하지만 배터리안 흑연 음극 표면에 리튬 금속이 부착·응집 되지 않아야 리튬이온이 빠르게 이동할 수 있다.

연구팀은 이러한 단점을 해결위해 ‘금속인화물 촉매 코팅 기술’을 개발했다.

이번 성과를 통해 그동안 일본과 중국 등으로부터 전량 수입에 의존했던 고품질의 ‘인조흑연 음극재’를 대체할 수 있게 됐다.

특히 이 기술을 전기차 대중화에 가장 큰 걸림돌 중 하나였던 급속충전 시 발생하는 각종 문제점을 개선할 수 있을 것으로 보인다.

전기연구원은 최근에 특허 출원과 함께 국제학술지인 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)에 게재했다.