포스텍 연구팀, 전기차 등에 쓰이는 2차전지 6분만에 완충하는 기술 개발

포스텍 박문정 교수

2차전지를 6분 만에 완충할 수 있는 기술이 개발됐다. 전기차 시장을 키우는 촉매제가 될 전망이다.

포스텍(포항공대) 화학과 박문정 교수·강한얼 통합과정 팀은 가황고분자를 양극재로 활용해 리튬-황 이차전지에서 황이 빠져나가는 것을 막고, 효율은 높여 6분만에 완전충전이 가능한 전지를 만들어냈다고 국제학술지 '어드밴스드 에너지 머터리얼즈'를 통해 발표했다.

연구팀은 전지를 만들때 황을 이용하면 용량은 키울 수는 있지만 효율이 낮아지는 문제를 풀기 위해 고심했다. 황은 낮은 전기전도도 때문에 고속충전이 불가능하고, 반복 충전·방전시 효율이 급격히 떨어지는 단점을 갖고 있다.

이에 연구팀은 이원자를 포함한 링거 분자를 도입해 성능이 크게 향상된 가황고분자를 개발했다. 가황고분자는 황화합물과의 강한 화학적 상호작용을 통해 황이 전해액에 용출되는 것을 효과적으로 막을 수 있을 있다. 또 양극물질로 활용할 경우에는 기존 황전극에 비해 전기전도가 450배 가량 향상되는 특성을 보였다. 이 같은 가황고분화를 활용한 기술은 기존 리튬-황 전지 관련 연구에서 찾아볼 수 없는 획기적인 성과로 평가받고 있다.

박문정 교수는 "개발된 가황고분자를 이용하면 기존 황전극의 단점인 낮은 전기전도도와 용출 문제를 모두 해결할 수 있다"며 "실험실 내 효율이 그대로 구현된다면 6분 만에 전기자동차나 핸드폰을 충전할 수 있을 것으로 기대된다"고 했다.