"LFP 치명적 약점 잡았다"…UNIST 활물질 99％ 꽉 채운 전극 개발 작성일 03-09 28 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">도전재 바인더 확 줄이고 활물질 99％ 달성…주행거리 한계 극복 [배터리레이다]</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="xq2fPqd8CB"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="911daf73e9d5f11418e8f46953a0329b52ddf540b40462a39cfa4f9894e4cabe" dmcf-pid="yVPxdVgRlq" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202603/09/552796-pzfp7fF/20260309094721233blwb.jpg" data-org-width="640" dmcf-mid="Qyf8xbiPvb" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202603/09/552796-pzfp7fF/20260309094721233blwb.jpg" width="658"></p> </figure> <p contents-hash="e7e567a4e3a8506308491ad11268efe68a45479d0fe7b9870bd73f78fae5aeda" dmcf-pid="WfQMJfaeTz" dmcf-ptype="general">[디지털데일리 배태용기자] 가격 경쟁력으로 전기차 시장을 빠르게 점유하고 있는 LFP(리튬⋅인산⋅철) 배터리의 치명적 약점인 짧은 주행거리를 획기적으로 늘릴 수 있는 새로운 전극 기술이 나왔다.</p> <p contents-hash="98d2e378bdaae22e89e6294c10c21a1f894a530931b37ba7337d31112cf296ce" dmcf-pid="Y4xRi4Ndv7" dmcf-ptype="general">UNIST 에너지화학공학과 강석주 교수팀은 숙명여자대학교 주세훈 교수 그리고 광주과학기술원 이은지 교수팀과 함께 전극 내 활물질 함량을 99％까지 끌어올린 LFP 배터리 양극을 개발했다고 9일 밝혔다.</p> <p contents-hash="68da1212d1ce7196640c63b6384fbbf45553320057d8361a3a3053f98b2b57b6" dmcf-pid="G8Men8jJyu" dmcf-ptype="general">LFP 배터리는 화재 위험이 낮고 저렴하지만 용량이 작아 1회 충전 주행거리가 짧다. 전기를 실제 저장하는 LFP 활물질의 전기전도도가 떨어지는 것이 주요 원인이다. 전도도가 낮아 전기가 흐르는 길을 깔아주는 도전재를 대량으로 넣어야 했다. 도전재와 활물질 가루를 모아 전극에 고정하는 바인더 역시 그만큼 많이 투입돼야 했다. 상대적으로 활물질 함량이 떨어져 같은 무게의 배터리팩을 만들면 전기 저장량이 줄어들 수밖에 없는 구조였다.</p> <p contents-hash="1ed83206c9a85f97ce887a1c6863ae4f506a36e3f16761994087bfe344bac877" dmcf-pid="H6RdL6AiyU" dmcf-ptype="general">연구팀은 도전재 역할을 함께 수행할 수 있는 기능성 바인더 조합을 설계해 비활성 물질 함량을 1％ 수준으로 대폭 낮췄다. 도전재와 접착제 역할을 동시에 하는 전도성 고분자 기반에 폴리에틸렌글리콜과 탄소나노튜브를 첨가한 융합 설계다. 폴리에틸렌글리콜은 전도성 고분자 사슬을 정렬하고 접착력을 높여준다. 탄소나노튜브는 전기가 흐르는 길을 탄탄하게 보강하는 역할을 맡는다.</p> <p contents-hash="61bd355b7ff625a920c53e2023f06419e2b90df9f0fcdebd3d57b125226e330f" dmcf-pid="XPeJoPcnlp" dmcf-ptype="general">이 전극은 도전재 함량을 상용 LFP 전극 대비 90％ 이상 줄였음에도 우수한 출력 성능을 증명했다. 7.5분 만에 전체 배터리 용량을 쏟아내는 8C 고속 방전 조건에서도 132㎃h/g의 높은 용량을 기록했다. 출력은 급가속 상황에서 빠르게 전기를 뽑아 쓰는 힘을 뜻한다. 일반적으로 도전재 함량이 줄어들면 출력이 떨어지는 한계를 완벽하게 극복해 냈다.</p> <p contents-hash="627d4a9d6ae9db268039e98db03797bd70fd016fc93c02659c3c26ed0e163370" dmcf-pid="ZQdigQkLy0" dmcf-ptype="general">상용 음극인 흑연과 결합했을 때도 125㎃h/g의 용량을 유지했다. 배터리 실제 작동 환경과 유사한 60℃ 고열에서도 안정적으로 구동했다. 단위 면적당 용량도 3.5㎃h 이상을 달성했다. 이는 한정된 공간에 활물질을 최대한 두껍고 밀도 있게 채워 주행거리를 늘려야 하는 전기차 배터리에 매우 유리한 특성이다.</p> <p contents-hash="7d18f69df10271a04f6647d24c5ac2f0b3592034713860b3a5d9d837c27b7387" dmcf-pid="5xJnaxEov3" dmcf-ptype="general">개발된 전극은 친환경적이며 배터리 제조 단가도 획기적으로 낮출 수 있다. 기존 전극에 쓰이는 불소계 바인더는 독성 유기용매로 녹여 전극판에 발라야 한다. 독성 물질 처리를 위해 공장에 비싼 회수 설비가 필요해 제조 원가 상승의 주범으로 꼽혔다. 이번 개발로 전 세계적인 강력한 환경 규제 대상에 오르며 퇴출 압박을 받는 불소 화합물 문제도 원천적으로 해결했다.</p> <p contents-hash="81dc95ff2444baceac24f1b9e266e6bb7012e9e33745e0f48f7b9db0486c8436" dmcf-pid="1fQMJfaehF" dmcf-ptype="general">강석주 교수는 "전극에 쓰이는 바인더 조합을 개발해 활물질 비중을 크게 높여 LFP 배터리의 고질적인 용량 문제를 해결했다"며 "불소계 바인더와 독성 용매를 쓰지 않는 공정이 가능해 제조 경쟁력 측면에서도 의미가 있다"고 설명했다.</p> <p contents-hash="d80cd5d3c1645a3bb56f43671cb624f543cefd8546316048f9d2b014dfef69eb" dmcf-pid="t4xRi4NdWt" dmcf-ptype="general">이번 연구는 한국연구재단과 울산과학기술원 그리고 과학기술정보통신부의 전폭적인 지원을 받아 수행됐다. 연구 결과는 에너지 소재 분야 세계적 학술지 에너지저장물질 온라인판에 지난달 14일 공식 게재됐다.</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 디지털데일리. All rights reserved. 무단 전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 네이버웹툰 “웹툰 한국어·외국어 동시 연재 이후 결제액 200% 증가” 03-09 다음 ‘막판 뒤집기’ 이제혁, 3위로 스노보드 사상 첫 메달 03-09 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
