“빵 반죽 치대듯 섞었더니”…배터리, 속도 4배↑강도 3배↑ 작성일 02-13 37 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">- POSTECH·UNIST·KIST, 탄소나노튜브 도입해 건식 전극 제조 난제 해결</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="u42DpOgRHk"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="433c83f6725903868a89572a9ce8d4c7ae72e4437acfa07e9a39924401f63c38" dmcf-pid="7ndTfHsA1c" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="이번 연구성과 모식도.[POSTECH 제공]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202602/13/ned/20260213085436761yeeb.png" data-org-width="618" dmcf-mid="Ulqj1DJ65E" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202602/13/ned/20260213085436761yeeb.png" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 이번 연구성과 모식도.[POSTECH 제공] </figcaption> </figure> <p contents-hash="37a41e7423b7f741ea5acc12c14392728d2efa02676ff33cb1fb81f8eecd0ec2" dmcf-pid="zLJy4XOcHA" dmcf-ptype="general">[헤럴드경제=구본혁 기자] POSTECH(포항공과대학교)·UNIST(울산과학기술원)·KIST(한국과학기술연구원) 연구팀이 마치 빵 반죽을 짧은 시간에 치대면서도 더 쫄깃하게 만드는 것처럼, 친환경 배터리를 만드는 데 걸리던 시간을 4분의 1로 줄이면서도 강도는 3배 더 높이는 데 성공했다. 이번 연구 성과는 에너지 소재 분야 국제 학술지 ‘어드밴스드 에너지 머티리얼즈(Advanced Energy Materials)’ 온라인판에 게재됐다.</p> <p contents-hash="ff046dcc49f04b11133453a28a8eeacb651b383e56553b46cebfb704c069da33" dmcf-pid="qoiW8ZIktj" dmcf-ptype="general">배터리 전극을 만들 때 보통 물이나 화학 용액을 사용하지만, 이를 쓰지 않고도 전극을 만드는 ‘건식 전극(dry electrode)’이 차세대 핵심 기술로 떠오르고 있다. 이 기술은 용매를 사용하지 않아 친환경적이고 비용을 절감할 수 있으며, 전극을 더 두껍게 만들어 같은 부피에 더 많은 에너지를 저장할 수 있다. LG에너지솔루션, 삼성SDI, 테슬라 등 글로벌 배터리 기업들이 이 기술에 주목하는 이유다.</p> <p contents-hash="5ce5c1ead0e845f6345ce620ce003e0bd58cb71d5f071d964df12bc2c10831ca" dmcf-pid="BgnY65CEYN" dmcf-ptype="general">그러나 산업화 단계에서 한계가 분명했다. 전극 제조에 시간이 걸리고, 만들어진 전극은 쉽게 부서졌다. 특히, 더 많은 에너지를 저장하기 위해 배터리를 지탱하는 접착제(binder)와 도전재(conductive additive, 전도성 물질)를 줄이면 에너지 밀도는 높아지지만, 전극 구조가 불안정해지고 성능이 급격히 떨어졌다.</p> <p contents-hash="0fcbd5ca49f305541b129ffafa0c793f81a891bea646af5bd04fecd89a1ece11" dmcf-pid="baLGP1hDta" dmcf-ptype="general">연구팀은 재료를 섞는 ‘니딩(kneading)’ 공정에 문제가 있다고 판단했다. ‘니딩’은 밀가루 반죽을 치대듯 배터리 재료를 섞는 과정으로, 전극 구조와 물성이 결정되는 단계다. 그러나 이 과정에서 일어나는 변화를 정밀하게 제어하는 게 쉽지 않았다.</p> <p contents-hash="b91cb524471d453620b0d16fa062e1374f62ac0376988c3df1be5cc83a08b44c" dmcf-pid="KNoHQtlw1g" dmcf-ptype="general">연구팀은 해결책으로 에너지를 저장하는 활물질 표면에 탄소나노튜브를 입혔다. 그러자 활물질 표면이 미세하게 울퉁불퉁해져 재료들이 서로 잘 엉기고 바인더가 그 사이사이를 촘촘하게 연결했다. 덕분에 가장 시간이 많이 소요되던 니딩 공정은 75% 이상 단축됐고, 전극 강도는 최대 3배 이상 향상됐다. 특히, 바인더 사용량을 10분의 1 수준으로 줄였는데, 바인더가 줄어들면 전극 내부의 공간이 더 확보되어 같은 부피에 더 많은 에너지를 저장할 수 있다.</p> <p contents-hash="98f3ebb59a4882292d7ec73d8a6ab4a6d91dd74b7254ee87537ee31e87bc1df6" dmcf-pid="9jgXxFSrXo" dmcf-ptype="general">연구팀은 1Ah(암페어시) 파우치형 배터리까지 제작해 실험실 수준을 넘어 실제 양산 가능성도 확인했다.</p> <p contents-hash="3da5466cd7b38b2cbcf49db34e0809724c3dece2d9e1c95ba8e726a568e0d561" dmcf-pid="2AaZM3vmXL" dmcf-ptype="general">박규영 POSTECH 교수는 “이번 연구는 건식 전극 제조의 가장 큰 난제로 꼽혀온 ‘공정 속도’와 ‘구조적 취약성’을 동시에 해결했다”며 “차세대 고에너지 배터리 생산을 앞당길 출발점이 되길 기대한다”고 전했다.</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 헤럴드경제. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 구글의 ‘100년 만기 채권’ 발행이 의미하는 것 02-13 다음 '영화 한 편 뚝딱' 한국 설상 첫 金 최가온 "머릿속에 '할 수 있다' 맴돌아…하늘이 내려준 금메달" 02-13 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
