삼성전자 종합기술원에서 기존 리튬이온전지보다 충전용량은 45% 향상시키면서 충전속도를 5배 이상 빠르게 만들 수 있는 배터리 소재 ‘그래핀 볼’ 개발에 성공했음을 밝혔다.
손인혁·두석광 연구팀은 강도와 전도도가 높은 그래핀을 배터리에 적용하는 방법을 찾다가 저렴한 실리카(SiO2)를 이용해 그래핀을 마치 팝콘 같은 3차원 입체 형태로 대량 합성하는 매커니즘을 규명, '그래핀 볼'을 리튬이온전지의 양극 보호막과 음극 소재로 활용할 경우 충전용량 증가 및 충전시간 단축, 고온 안전성 확보가 가능해졌음을 전했다
기존 배터리는 고속충전 기술을 사용하더라도 완전충전에 1시간 가까이 걸렸지만 '그래핀 볼' 소재를 사용한 배터리는 12분이면 완전히 충전이 가능하고, 전기차용 배터리가 요구하는 온도 기준인 60 ℃까지 안정성을 유지할 수 있다.
리튬이온전지는 1991년에 최초로 상용화된 이후 모바일 기기와 전기차 등으로 적용이 확대되며 시장이 성장하고 있으나 성능 개선은 한계 상황에 이른 상태로, 새로운 혁신 소재를 적용하기 위한 다양한 시도가 이뤄지고 있다.
삼성전자 종합기술원은 '그래핀 볼' 관련 기술에 대해 미국과 한국에 2개의 특허를 출원했으며, 관련 연구성과는 과학저널 '네이처 커뮤니케이션즈'(Nature Communications) 온라인에 <그래핀 볼을 이용한 고속충전 및 고용량 리튬이온전지 구현>이라는 제목으로 게재되었다. |
