일본기업과 일본 대학이 리튬이온전지(LIB)의 바인더를 탄소나노튜브(CNT)로 대체해 출력을 높이는데 성공했다.

토다공업과 나가노현에 위치한 신슈대학은 최근 CNT로 LIB의 고출력화를 실현할 수 있는 바인더 전극 형성 기술을 개발했다고 밝혔다.

현재 기존 기술로 LIB의 에너지 밀도가 500~600Wh/L 수준에 머물러있는데, 700Wh/L 수준의 고밀도화를 위해서는 새로운 기술이 필요한 상황이다.

이 중 하나가 전극의 활물질 밀도(가공밀도)를 향상시키는 방법이다. 기존의 활물질의 밀도 향상에는 도전조제 및 바인더의 저가화가 필요했는데 도전조제의 활물질 분산 기술은 지난 몇 년간의 발전으로 저가화가 가능해졌다. 하지만 양극재와 음극재를 결착시켜 기능을 발휘하게 하는 바인더를 줄이는 것은 어렵다고 여겨져 왔다.

이에 토다공업과 신슈대학은 양측이 개발한 CNT를 바인더 대신에 사용해서 CNT가 바인더의 기능을 수행하면서 고밀도·고출력·안정적으로 장시간 반복 동작할 수 있는 전극 형성 기술을 개발한 것이다.

새로운 기술은 전기저항이 낮은 CNT를 이용해 전극에서 전기저항을 기존 전극의 3분의 1이하, 집전체 계면 저항을 8분의 1 이하로 저감하는 것이 가능해져 고출력화가 실현됐다.

해당 기술은 전극밀도 3.8g/cm³까지 구현 됐으며 신슈대학이 개발중인 새로운 LIB와 700Wh/L의 고에너지 밀도를 달성할 전망이다. 토다공업은 향후 양산화를 위한 추가 연구를 추진할 계획이다.