동아대학교 화학공학과 이정규 교수팀이 실리콘 소재를 기반으로 에너지 밀도가 높고 수명이 크게 향상된 차세대 고용량 리튬이차전지 시스템을 개발했다.

이정규 교수팀은 이번에 개발한 ‘실리콘 기반 음극소재’와 한양대 에너지공학과 선양국 교수팀이 개발한 ‘Ni 함량이 높은 고용량 양극소재’를 이용, 에너지밀도가 높고, 수천 번 충·방전이 가능한 리튬이차전지 시스템 개발에 성공했다고 지난 8일 발표했다.

이 시스템은 고용량 실리콘 기반 음극소재와 양극소재를 사용, 리튬이차전지의 에너지밀도를 240∼270Wh/kg으로 향상시켰다. 이를 전기자동차 적용 시 한 번 충전에 최대 300㎞까지 주행 가능하다.

현재 상용중인 리튬이차전지의 에너지밀도가 약 150Wh/kg로 주행거리가 160㎞ 정도임을 감안하면 이번에 개발한 성과는 기존 배터리의 성능을 두배 가까이 개선시킨 성과다.

특히, 이정규 교수팀은 실리콘 소재의 단점으로 지적돼 온 짧은 수명을 실리콘·탄소 나노복합체 내부에 소량의 그래핀을 균일하게 분산시켜 획기적으로 개선했다.

이정규 교수는 “실리콘 소재를 기반으로 한 차세대 고용량 리튬이차전지의 상용화 가능성을 확인했다” 며 “이번에 개발된 실리콘 소재의 대량제조를 위해 소재 제조공정 단순화와 최적화 연구를 계속 이어갈 것”이라고 밝혔다.