전기차 주행거리, 3배 늘릴 배터리 등장
전기차 주행거리, 3배 늘릴 배터리 등장
  • 문현식
  • 승인 2019.01.14 06:40
  • 조회수 3340
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현재 사용 중인 배터리보다 용량이 최대 3배 좋아진 리튬이온 배터리가 등장했습니다. 리튬이온 배터리는 음극으로 그래파이트와 양극으로 리튬금속산화물을 사용합니다. 그래파이트와 리튬금속산화물은 둘 다 에너지 저장 용량이 상대적으로 낮은 편입니다. 그래서 이 배터리를 사용하는 전기자동차도 저장 용량을 증가시키는 데 어려움을 겪었습니다. 무게 및 부피당 전기 저장 용량이 큰 새로운 전극재료를 찾으려는 연구가 활발한 이유입니다.

 

GIST가 개발한 신규배터리 모식도와 에너지 저장 용량을 보여주는 그래프 출처 GIST
GIST가 개발한 신규배터리 모식도와 에너지 저장 용량을 보여주는 그래프 출처: GIST

광주과학기술원(GIST) 신소재공학부는 리튬이온 배터리의 전극 재료로 다른 물질을 사용하는 데 착안했습니다. 파이트와 리튬금속산화물이 아니라, 황과 몰리브데늄으로 만든 물질을 리튬이온 배터리의 전극 재료로 써본 것입니다. 

 

이렇게 만든 배터리를 사용한 결과 성능은 기대 이상이었다고 합니다. 이렇게 만든 배터리는 무게당 저장 용량이 약 1150mAh/g이었습니다. 현재 상용화된 리튬이온 배터리(150~200mAh/g 수준)보다 약 6배 높은 수준입니다. 에너지 저장 용량이 최대 6배가 높아졌다는 의미입니다.

 

GIST는 리튬이온 배터리의 안정성과 성능을 향상시켰다. 출처: GIST
GIST는 리튬이온 배터리의 안정성과 성능을 향상시켰다. 출처: GIST

또 이 배터리는 사용 전압(1.5~2.0V)을 고려한 에너지 밀도가 최대 3배나 향상되었습니다. 하루 1회 충전 시 7년 동안 성능 감소 없이 사용할 수 있었다고 합니다. 충·방전을 2500회 진행하는 동안에도 이 배터리는 초기 성능의 90% 이상 유지할 수 있었습니다. 만약 이 배터리가 상용화되면 하루에 한 번만 충전해도 향후 7년 동안 저장 성능이 감소하지 않을 수 있다는 뜻입니다.

 

배터리를 충전하는 전기차. 출처: pixabay
배터리를 충전하는 전기차. 출처: pixabay

엄광섭 GIST 신소재공학부 교수는 "이번 연구성과는 새로운 리튬이차전지의 성능과 안정성을 상용에 가까운 수준으로 향상시켰다는 의의가 있다"며 "향후 추가적인 연구 개발을 통해 전기자동차 상용화에 기여하기를 기대한다"고 말했습니다. 이번 연구는 나노과학 분야 저널인 <ACS 나노>에 게재됐습니다.
 


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