리튬이온 배터리보다 최대 200배 높은 출력밀도 미세나노선 개발

전기자동차 상용화를 위한 가장 큰 걸림돌인 배터리 문제가 국내 연구진에 의해 해결될 것으로 기대된다.

한국과학기술원(KAIST) 신소재공학과 김도경 교수팀은 ‘리튬망간산화물 미세나노선’ 을 개발하는 데 성공했다고 15일 밝혔다.

이 물질은 기존의 리튬이온 이차전지용 양극물질에 비해 100배 이상의 출력밀도를 나타내며 제조기법이 단순하고 공정비용도 저렴해 앞으로 전기자동차용 배터리 분야에 폭넓게 이용될 수 있을 것으로 기대된다.

김 교수팀은 10nm(10억분의 1m) 미만 굵기의 미세나노선 구조를 대량 합성해 양극물질에 적용해 기존 리튬이온 이차전지보다 100∼200배가량 높은 출력밀도를 나타내는 데 성공했다. 이는 엔진으로 사용되는 내연기관의 출력밀도에 근접한 수준이다.

지금까지 개발된 리튬이온 이차전지는 내연기관의 출력밀도에 훨씬 미치지 못해 중량이 많이 나간다.

또한 원료와 공정법도 고비용이라는 문제가 있다.

높은 출력밀도를 보인 리튬망간산화물 미세 나노선 제조에 관한 연구는 산업적 응용이 조기에 가능할 것으로 예상되며, 국가 과학기술 경쟁력 제고 측면에 기여할 것으로 기대된다.

이번 연구 결과는 나노기술(NT) 분야의 권위 있는 학술지 ‘나노 레터스(Nano Letters)’ 8월 26일자 온라인 판에 게재됐고 현재 국내특허 출원 중이다.

/[e-mail]김태호기자