금오공대 박철민 교수 연구팀, '차세대 고성능 도전재용 탄소계 소재 제조 기술개발'

기존 전극 소재 전도성 뿐 아니라 초기효율 및 가역용량 동시 향상 가능

박철민 금오공대 신소재공학부 교수. 금오공대 제공

남기훈 금오공대 신소재공학과 박사과정 연구원. 금오공대 제공

금오공대는 신소재공학부 전지신소재연구실 박철민 교수 연구팀이 '차세대 고성능 도전재용 탄소계 소재 제조 기술개발'에 성공했다고 19일 밝혔다.

박 교수 연구팀은 리튬이차전지의 도전재로 널리 사용 중인 탄소계 소재(카본블랙)에 알칼리 금속(리튬·나트륨·칼륨)으로 간단한 전처리를 해 리튬이온 이차전지 및 차세대 이차전지(나트륨·칼륨)의 고성능 도전재로 적용했다.

이렇게 제조한 탄소계 소재를 도전재로 사용할 경우 기존 전극 소재의 전도성 향상에만 사용됐던 도전재용 탄소계 소재에 비해 전극 소재의 전도성 향상 이외에 추가적으로 초기 효율 및 가역용량 또한 크게 향상시킬 수 있는 것으로 연구 결과 확인됐다.

이에 따라 리튬이온 이차전지뿐만 아니라 차세대 나트륨 및 칼륨 이온 이차전지를 위한 차세대 고성능 도전재용 탄소계 소재의 활용에도 기여할 것으로 기대된다.

박 교수는 "이번 성과는 전극 소재에 치중돼 있는 이차전지 관련 연구에 고성능 도전재 소재 분야로의 새로운 패러다임을 제시한 것"이라고 밝혔다.

이번 연구는 금오공대 신소재공학과 박사과정의 남기훈 연구원이 제1저자로 참여했으며 전기준 인하대 환경공학과 교수, 채근화 한국과학기술연구원 박사, 최정희 한국전기연구원 박사 등의 공동연구로 진행됐다.

리튬·나트륨·칼륨 이온과 탄소와의 전처리를 통한 고성능 도전재용 탄소계 소재. 금오공대 제공