전기차 주행거리 늘리는 리튬인산철 배터리 양극 개발 작성일 03-09 35 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="BXOQAerNno"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="1f168862251e1bd267e25304a3645c991a1ffdf0f77aef460286d82897b002d3" dmcf-pid="bL4YzZ2unL" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="왼쪽부터 강석주 UNIST 교수, 노은환 연구원. UNIST 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202603/09/dongascience/20260309113204132qjmd.png" data-org-width="680" dmcf-mid="qcSdwLCEJg" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202603/09/dongascience/20260309113204132qjmd.png" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 왼쪽부터 강석주 UNIST 교수, 노은환 연구원. UNIST 제공 </figcaption> </figure> <p contents-hash="9c1b2f7318e987b84f73eab29bdc01063116e20a12978c54a34b9746cb2722d0" dmcf-pid="Ko8Gq5V7nn" dmcf-ptype="general">전기차에 쓰이는 배터리 중 가격이 상대적으로 싸지만 주행거리가 짧다는 한계가 있는 리튬인산철(LFP) 배터리의 고질적 약점을 개선할 수 있는 배터리 양극이 개발됐다. </p> <p contents-hash="888940257652f64cd02f7ceaed7b2ed2e79375665304e2ce71b356d56013de6f" dmcf-pid="9g6HB1fzei" dmcf-ptype="general">울산과학기술원(UNIST)은 강석주 에너지화학공학과 교수팀이 주세훈 숙명여대 교수, 이은지 광주과학기술원(GIST) 교수팀과 함께 전극 안에서 전기를 저장하는 활성물질 비중을 99%까지 끌어올린 LFP 배터리 양극을 개발했다고 9일 밝혔다. 연구 결과는 국제학술지 '에너지저장물질'에 지난달 14일 게재됐다.</p> <p contents-hash="d87bb04305b4c52e5082a5834002d8c6a1b37cf1aecccaf3c0d7c241b39e155a" dmcf-pid="2aPXbt4qRJ" dmcf-ptype="general">LFP 배터리는 화재 위험이 낮고 가격이 저렴해 전기차 시장에서 빠르게 점유율을 늘리고 있지만 한 번 충전으로 달릴 수 있는 거리가 짧은 것이 약점이다. 가장 큰 원인은 LFP 배터리에서 전기를 저장하는 재료인 '활물질'이 전기를 잘 흘려보내지 못한다는 점이다.</p> <p contents-hash="e3a62963e6d9dc744029feeb85d54c9770469f380d6347669655c3619b2e0e2e" dmcf-pid="VNQZKF8BJd" dmcf-ptype="general">전기를 잘 흐르게 하려면 보조 재료를 배터리에 많이 넣어야 하고 보조 재료와 활물질 가루를 전극판에 붙여주는 접착제도 그만큼 더 필요하다. 보조 재료와 접착제는 전기를 저장하지 못하므로 차지하는 비중이 클수록 같은 무게의 배터리에 담을 수 있는 전기량이 줄어든다.</p> <p contents-hash="9b10cf319d7944df1b6e6987d9f1c3b747c88d95091c11f66fff909fb5b97766" dmcf-pid="fjx5936bne" dmcf-ptype="general">연구팀은 접착제도 전기가 통하게 만들면 전기 흐름을 돕는 보조 재료를 따로 많이 넣지 않아도 된다는 점에 착안했다. 전기가 통하면서 접착력도 있는 전도성 고분자를 바탕으로 고분자 가닥을 가지런히 정렬해 접착력을 높이는 폴리에틸렌글리콜과 전기 흐름을 보강하는 탄소나노튜브를 섞은 조합을 설계했다. 보조 재료와 접착제를 합쳐 1%만 넣고 나머지 99%를 활물질로 채운 전극을 만들었다.</p> <p contents-hash="3ebb31d43881e2aa03c6774006c31b0b2ece1649ef5390a7635ae9260266bce2" dmcf-pid="4AM120PKLR" dmcf-ptype="general">상용화된 전극에 비해 보조재료를 90% 넘게 줄인 연구팀이 개발한 전극의 성능은 오히려 우수했다. 7분 30초 만에 배터리를 모두 방전하는 고속 조건에서도 132밀리암페어시(mAh/g, 활물질 1g당 저장할 수 있는 전기량)의 높은 용량을 기록했다. 보조 재료가 줄면 급가속처럼 순간적으로 많은 전기를 뽑아 쓸 때 출력이 떨어지는 것이 일반적이지만 전도성 접착제가 보조 재료 역할까지 해내면서 출력을 유지했다.</p> <p contents-hash="aedee8a6a28e162860b9e742fac69d5581b3ac3ff94185c9d2f9fe725d158ed7" dmcf-pid="8cRtVpQ9JM" dmcf-ptype="general">현재 널리 쓰이는 흑연 음극과 조합한 완전한 배터리에서도 125mAh/g의 용량을 유지했고 섭씨 60도 고온에서도 안정적으로 작동했다. 단위 면적당 용량도 3.5밀리암페어(mAh) 이상을 기록해 한정된 공간에 활물질을 최대한 채워야 하는 전기차 배터리에 유리한 특성을 보였다.</p> <p contents-hash="ac1443cb607f9f42979a68e52583e21a8f1ba2adaddd54aff3c4f88bbe9276ba" dmcf-pid="6keFfUx2nx" dmcf-ptype="general">친환경·저비용 공정이 가능하다는 점도 장점이다. 기존 배터리 전극에 쓰는 불소계 접착제는 독성 유기용매로 녹여야 해 비싼 회수 설비가 필요하고 제조 원가가 올라간다. 불소 화합물은 최근 전 세계적으로 강력한 환경 규제 대상에 올라 퇴출 압박을 받고 있기도 하다. 연구팀이 개발한 전극은 불소계 접착제와 독성 용매를 쓰지 않는 물 기반 공정으로 만들 수 있다.</p> <p contents-hash="5bdc15ecfc569c503f1e57d1b66ef62ae3c57d324950190a11afc73cfe2d750a" dmcf-pid="Pwip6ze4JQ" dmcf-ptype="general">강석주 교수는 "접착제 조합을 새로 설계해 활물질 비중을 크게 높여 LFP 배터리의 고질적인 용량 문제를 해결했다"며 "불소와 독성 용매를 쓰지 않아 제조 경쟁력 측면에서도 의미가 있다"고 말했다.</p> <p contents-hash="b8e148a1bb3b47f9cc2cf7865851d0790a03394ca66bb33da8b2d019919d5264" dmcf-pid="QrnUPqd8eP" dmcf-ptype="general"><참고> <br> doi.org/10.1016/j.ensm.2026.104987</p> <p contents-hash="dea55b0037b314c51fc48e0ba0542366a89f0857018b4c91a59cc50108fef0f3" dmcf-pid="xmLuQBJ6n6" dmcf-ptype="general">[임정우 기자 jjwl@donga.com]</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 동아사이언스. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 IBS, 뇌 속 '별세포'서 사람의 복잡·정교한 운동 능력 비밀 찾아 03-09 다음 ‘버팀목’ 신의현이 ‘바이애슬론 첫 금’ 김윤지에게 건넨 특별한 축하 03-09 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
