포스텍 김원배 교수팀, 혁신 배터리 소재 개발

급속 충전 성능 140% 이상 높여
“전기차 내구성-성능 향상 기대”

포스텍은 김원배 화학공학과·배터리공학과 교수 연구팀이 고용량과 안정성을 갖춘 혁신적인 이차전지용 음극 신소재를 개발했다고 26일 밝혔다.

이 연구는 과학기술정보통신부 한국연구재단 선도연구센터(ERC)와 중견연구자지원사업 및 배터리 분야 첨단산업특성화대학원지원 사업으로 수행했다. 특히 연구 우수성을 인정받아 재료공학 분야 학술지인 ‘어드밴스트 펑셔널 머티리얼스(Advanced Functional Materials)’의 앞표지 논문으로 최근 게재됐다.

김 교수 연구팀이 개발한 음극 신소재는 불소의 강한 전기적 특성을 이용해 표면 극성을 높여서 더 많은 리튬 이온을 저장할 수 있다. 또 전극 내 이온과 전자 전달을 촉진하고 내구성을 강화하며, 부피 변화로 인한 변형력도 효과적으로 완화했다.

그 결과 약 3분 이내의 급속 충전 조건에서도 일반 음극재 대비 최소 140% 이상 향상된 성능을 보였다. 300번의 급속 충전 및 방전 후에도 92% 이상의 용량 유지율을 기록해 안정성도 확보했다.

김 교수는 “이번 연구는 전기차의 주행거리, 내구성, 충전 속도를 모두 향상시키는 중요한 기술적 기반이 될 것”이라고 설명했다.