[서울=뉴시스]윤신영 인턴 기자 = 국내 연구진이 전기차 배터리를 15분 만에 80%까지 충전할 수 있는 천연 소재를 개발했다.

경희대는 신소재공학과 박민식 교수 연구팀이 리튬이온전지를 급속충전할 수 있는 고성능 천연흑연 음극소재를 개발했다고 7일 밝혔다.

전기차 배터리로 사용되는 리튬이온전지는 흑연 음극소재를 주재료로 사용한다. 그러나 흑연 음극소재는 계면 저항성이 높아 급속충전 시 리튬금속이 전착해 리튬이온전지의 성능을 저하하는 문제가 있었다.

박 교수팀은 흑연 음극소재의 급속충전 성능을 높이고 리튬이온전지의 수명을 늘리기 위해 새로운 표면 제어 기술을 고안했다.

연구팀은 신규 기능성 코팅층으로 천연흑연의 표면을 개질해 계면 저항성을 낮췄다. 개질된 흑연 음극소재를 사용한 리튬이온전지는 300회의 충·방전 후에도 88.8%라는 용량 유지율을 보였다.

저가의 흑연 음극소재를 사용한  리튬이온전지 또한 리튬금속 전착 없이 안정적으로 작동했으며, 14.7분 만에 80%까지 급속충전됐다.

연구를 이끈 박민식 교수는 "이 연구는 기능성 코팅층으로 급속충전 성능을 획기적으로 개선하는 새로운 접근법을 제시했다"며 "기존 흑연 음극소재의 한계를 넘어 새로운 설계인자의 가능성도 제시할 수 있다"고 설명했다.

한편 이번 연구는 호주 울런공대학교 김정호 교수 및 한양대학교 신소재공학부 이종원 교수와의 공동연구로 진행됐으며, 재료과학 분야 국제학술지 '어드밴스드 머터리얼즈(Advanced Materials)' 2월호에 게재됐다.


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