국내 연구팀이 벌집 모양의 구조체를 만들어 리튬황이온 배터리의 성능과 내구성을 크게 향상시켜 주목받고 있다. 포스텍은 화학공학과 김원배(사진) 교수팀이 전도성 고분자 물질을 활용해 벌집 모양의 3차원 전극 구조를 구현해 리튬이온 배터리 대비 5배 이상 높은 용량을 갖는 리튬황이온 배터리 전극을 개발했다고 21일 밝혔다. 이 연구는 에너지·화학분야 국제 학술지인 ‘켐서스켐’ 커버 논문으로 최근 게재됐다.

리튬황이온 배터리는 기존 리튬황 전지의 단점을 보완할 수 있는 신개념의 차세대 에너지 저장장치로 주목받고 있다. 그러나 전도성이 낮아 분극현상이 일어나고 충·방전이 진행되는 과정에서 황이 전해질에 용출돼 전지의 성능 및 수명이 감소하는 문제점이 있었다.

이에 연구팀은 자기조립 방법을 통해 벌집 모양의 3차원 구조를 만들어 분극 현상을 해결했다. 또 질소가 포함된 전구체를 전극합성에 활용해 황이 새어 나오는 문제도 해결했다.

김 교수는 “리튬 이차전지의 다양한 연구 방향성을 제시할 수 있었고 기존 리튬 이차전지의 고질적 문제인 양극재의 용량을 대폭 늘려 전기자동차의 대중화를 앞당길 수 있다”고 성과를 설명했다.

포항=안창한 기자 changhan@kmib.co.kr