가천대, 전고체전지 '순수 실리콘 음극' 성능 5배 개선 작성일 03-09 35 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">한국지질자원연구원과 공동 연구…신소재 바인더 'IRCB' 개발<br>300회 충·방전 후 용량 90% 유지…기존 대비 5배 이상 향상</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="KzvPzVgRvn"> <p contents-hash="958b4cfdb5030183a2e9cb0e53445be6f94d8b8cac2f4f97f7215b39a3aa0160" dmcf-pid="9qTQqfaeTi" dmcf-ptype="general">[아이뉴스24 권서아 기자] 가천대학교 연구진이 전고체전지용 순수 실리콘 음극의 수명과 충·방전 성능을 크게 개선할 수 있는 신소재 바인더를 개발했다.</p> <p contents-hash="8ed46e5bb211acd20909a2717de2b4066daf4b3d3049e941761095518b940971" dmcf-pid="2ByxB4NdlJ" dmcf-ptype="general">가천대학교는 화공생명배터리공학부 이동수·박찬호·최정현 교수 연구팀이 한국지질자원연구원 정인철 박사 연구팀과 공동으로 전고체전지용 순수 실리콘 음극의 안정성을 높이는 '계면강화 가교 바인더(IRCB)'를 개발했다고 9일 밝혔다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="f571e6a9db544248ba3454b516c931c8653fb4699ffcd28a77078b05a509e295" dmcf-pid="VbWMb8jJTd" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="가천대 화공생명배터리공학부 이동수 교수, 박찬호 교수, 최정현 교수 (사진 위 좌측부터), 이찬호 석사과정생, 남유리 석사(가천대), 한국지질자원연구원 정인철 선임 연구원 (사진 아래 좌측부터) [사진=가천대]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202603/09/inews24/20260309150435872fvpa.jpg" data-org-width="580" dmcf-mid="qWQTDC3GCg" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202603/09/inews24/20260309150435872fvpa.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 가천대 화공생명배터리공학부 이동수 교수, 박찬호 교수, 최정현 교수 (사진 위 좌측부터), 이찬호 석사과정생, 남유리 석사(가천대), 한국지질자원연구원 정인철 선임 연구원 (사진 아래 좌측부터) [사진=가천대] </figcaption> </figure> <p contents-hash="306b69cffa75324e5df0951345fcbd6d0f69f4b781642f618f14f03544d29a1c" dmcf-pid="fKYRK6Aile" dmcf-ptype="general">배터리는 양극과 음극 사이를 리튬 이온이 이동하며 에너지를 저장하고 방출한다.</p> <p contents-hash="e431f32216c911dbb16353f337175c1f1f8b52b9849000f498c1794b2763d2c7" dmcf-pid="49Ge9PcnCR" dmcf-ptype="general">음극 소재로 일반적으로 사용되는 흑연 대신 실리콘을 적용하면 이론적으로 약 10배 높은 전기 저장 용량을 확보할 수 있다.</p> <p contents-hash="87ea55e73714beccaad1935bb43c4a92f1aa6353d77e407dd0b88f8ea4d0623d" dmcf-pid="82Hd2QkLTM" dmcf-ptype="general">하지만 실리콘은 충·방전 과정에서 부피가 최대 3배까지 팽창·수축하는 특성이 있어 입자 파괴와 계면 박리, 내부 단절 등이 발생하기 쉽다.</p> <p contents-hash="7d38e619d3c4cc06c9f42446f9b506cd707dff540aaf0803fc35c1f392535aaf" dmcf-pid="6VXJVxEovx" dmcf-ptype="general">이 때문에 상용 배터리에서는 실리콘을 소량 첨가하는 방식으로만 활용돼 왔다.</p> <p contents-hash="594eae5936784c464cd8dbb2a19e034b5ac4e69d18cf1396f3f8cd33ae8d24c8" dmcf-pid="PfZifMDgTQ" dmcf-ptype="general">특히 전극과 전해질이 밀착돼야 하는 전고체전지에서는 부피 변화로 인해 고체 간 접촉이 쉽게 깨지는 문제가 있어 순수 실리콘 음극 적용이 어려웠다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="3cf45bfd98d4bd0094b09205edb3dc6fca6b73108345d6a6a36bfabdfd9a9d3b" dmcf-pid="QUh4UKnQyP" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="전고체전지 실리콘 음극의 사이클 이후 구조 변화를 보여주는 주사전자 현미경 사진. [사진=가천대]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202603/09/inews24/20260309150437121gjor.jpg" data-org-width="580" dmcf-mid="b8dHOT71lL" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202603/09/inews24/20260309150437121gjor.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 전고체전지 실리콘 음극의 사이클 이후 구조 변화를 보여주는 주사전자 현미경 사진. [사진=가천대] </figcaption> </figure> <p contents-hash="09ba124057a808f297d0e5abf6e0bd9815ef5fa5469110d4ad4d1a2f39b32513" dmcf-pid="xul8u9Lxl6" dmcf-ptype="general">연구팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 3차원 그물망 구조를 갖는 IRCB 바인더를 설계했다.</p> <p contents-hash="eb235e2c8f2952837470ca232669b4d80a909746e9a8412306fdc79db7ec5df2" dmcf-pid="yc8lcs1yv8" dmcf-ptype="general">이 소재는 에폭시-아민 반응을 통해 형성된 3차원 고분자 네트워크 구조로, 실리콘 입자 표면과 강한 수소결합 및 화학적 결합을 형성해 입자 간 결합력을 높이고 반복적인 부피 변화에도 전극 구조가 안정적으로 유지되도록 한다.</p> <p contents-hash="50f17142fb003a8e6bfad06c01c4ca7d0d04951b7c82ce0ff5ca6950c91228cd" dmcf-pid="Wk6SkOtWy4" dmcf-ptype="general">실험 결과 IRCB를 적용한 순수 실리콘 음극은 고속 충·방전 조건에서 300회 반복 후에도 초기 용량의 90% 이상을 유지했다.</p> <p contents-hash="6595ef30a53d05a92147eef171c85743efa9761becb348cbd20ab2c7f6f7ba39" dmcf-pid="YEPvEIFYTf" dmcf-ptype="general">이는 기존 플루오라이드(PVDF) 바인더 기반 실리콘 음극의 용량 유지율(16%)과 비교해 5배 이상 개선된 수치다.</p> <p contents-hash="828c99f50578399c446c4b082bfb013a269b43f81daa97593b7b8909d0207d54" dmcf-pid="GDQTDC3GCV" dmcf-ptype="general">이번 연구 결과는 지난 2일 국제 학술지 '어드밴스드 사이언스'에 온라인 게재됐다.</p> <p contents-hash="c6817ccc873ce32c0fa7dfcc9fd2de17be57977e6922095dc9862a6d01007291" dmcf-pid="Hwxywh0HC2" dmcf-ptype="general">논문에는 이동수 교수가 주 교신저자로 참여했으며 박찬호 교수와 최정현 교수가 공동 교신저자로 이름을 올렸다.</p> <p contents-hash="c97fa78ba9dd3505b22e9f3dd2f1f6de565d7d7c03167ffd91b89ef58d5f9fc9" dmcf-pid="XrMWrlpXC9" dmcf-ptype="general">제1저자는 이찬호 가천대 석사과정생이며 남유리 석사(가천대)와 정인철 한국지질자원연구원 선임연구원이 공동 제1저자로 참여했다.</p> <p contents-hash="c1d15efaffc84b61d3835df302f2d313253632326eb9f11fd3f9fd7d1ad7d2e9" dmcf-pid="ZmRYmSUZlK" dmcf-ptype="general">이동수 교수는 "이번 연구는 전고체전지에서 적용이 어려웠던 순수 실리콘 음극을 안정적으로 구현할 수 있는 가능성을 제시했다"며 "고에너지밀도 전고체전지 상용화를 앞당길 기반 기술이 될 것"이라고 말했다.</p> <p contents-hash="7db22e304be1917f98b6cc4711fccc7d6b2df591cb3badef0249c079d6a97ccf" dmcf-pid="5seGsvu5Sb" dmcf-ptype="general">이번 연구는 산업통상부 소재부품기술개발사업, 과학기술정보통신부 기초연구사업, 한국지질자원연구원 기본사업의 지원을 받아 수행됐다.</p> <address contents-hash="128d4b8794706f2c0b949d22f17b42333e2ee4e361070df0e72532faba7d1b15" dmcf-pid="1OdHOT71WB" dmcf-ptype="general">/권서아 기자<a href="mailto:seoahkwon@inews24.com" target="_blank">(seoahkwon@inews24.com)</a> </address> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 아이뉴스24. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 AI 이단아 그록, 인니 이어 英과도 갈등…딥페이크 문제 다시 수면위로 03-09 다음 9월부터 개인정보 유출 과징금 최대10%…업계 "규제만 강화" 우려도 03-09 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
