"실리콘 부피 팽창 문제 잡은 고용량 배터리 음극 개발" 작성일 10-19 37 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">UNIST·KIST·고려대 연구…"상용 흑연 음극 대비 용량 2.5배"</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="5jkqeTx2YY"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="4607e961e14e726cd11bc0d8e35f4e8dad858c886bfe37ae18cf803d7f379488" dmcf-pid="1AEBdyMV5W" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="연구 그림 크기가 다른 세 소재로 실리콘의 배치를 조절한 복합 음극. [울산과학기술원 제공. 재판매 및 DB 금지]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202610/19/yonhap/20261019102236998zbqa.jpg" data-org-width="1200" dmcf-mid="X4yRDUcnHH" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202610/19/yonhap/20261019102236998zbqa.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 연구 그림 크기가 다른 세 소재로 실리콘의 배치를 조절한 복합 음극. [울산과학기술원 제공. 재판매 및 DB 금지] </figcaption> </figure> <p contents-hash="133d4a7327ce04be0f933f9b6ea9b79d4fc291b8bd9a9ac73a087a06708b3632" dmcf-pid="tcDbJWRfty" dmcf-ptype="general">(울산=연합뉴스) 김용태 기자 = 제주 돌담처럼 크기가 다른 입자들을 섞어 용량은 크면서도 부피 팽창 문제를 해결한 배터리용 실리콘 음극이 나왔다.</p> <p contents-hash="ed64be258616fbbdb0baa0878bdb469d4a054c87bfc8bda7896f766ad92611db" dmcf-pid="FkwKiYe41T" dmcf-ptype="general">19일 울산과학기술원(UNIST)은 에너지화학과 강석주 교수, 한국과학기술연구원(KIST) 안석훈 박사, 고려대 곽상규 교수 공동 연구팀이 입자 크기가 다른 세 소재를 조합해 전기 저장 용량과 내구성을 높인 복합 음극을 개발했다고 밝혔다.</p> <p contents-hash="428cd3431cad618dd5ea3946680ce9735d82aabc648704dafea36f7ec026ac60" dmcf-pid="35FNSVCEXv" dmcf-ptype="general">리튬 이온 배터리 음극은 충전할 때 리튬 이온을 받아 전기를 저장한다.</p> <p contents-hash="53b021419861a18e4d3f487a45ffd3385381835de042fc6f4e5babd8f108fe2c" dmcf-pid="013jvfhDtS" dmcf-ptype="general">실리콘은 같은 무게의 흑연보다 많은 전기를 저장할 수 있지만, 충·방전 때 팽창과 수축을 반복해 전극을 손상하는 단점이 있다.</p> <p contents-hash="a8d44dc60fad171812bea1e54f4b71d98518cce0f458764b2188a7b27054497b" dmcf-pid="pt0AT4lwGl" dmcf-ptype="general">연구팀이 개발한 음극은 실리콘 입자를 흑연·유기 소재와 섞어 팽창을 받아줄 여유 공간을 남긴 구조 덕분에 충·방전 때 전극에 생기는 균열을 줄일 수 있다.</p> <p contents-hash="cdb2f2f733549e518a354dca503f901b2afe728bb316f984b9b951aa29ffd472" dmcf-pid="UFpcy8SrZh" dmcf-ptype="general">마치 제주 돌담이 크고 작은 돌로 서로의 빈틈을 메워 구조가 단단하면서도, 돌 사이 틈으로 바람을 흘려보내 강풍으로 받는 힘을 줄이는 것과 비슷하다고 연구팀은 설명했다.</p> <p contents-hash="b9632e74e7dc5061ffb3b1b38139e5397db95e3b68528fe76681ff9ecc6560e4" dmcf-pid="u3UkW6vmtC" dmcf-ptype="general">이 음극에서 가장 큰 흑연 입자는 전기가 흐르는 골격을 만들고, 중간 크기 유기소재는 빈 공간을 채워 구조를 지탱한다. 가장 작은 실리콘 입자는 남은 틈에 자리 잡아 저장 용량을 높인다.</p> <p contents-hash="5f480704a7f366bd470a947f9b1a40d500376a7a56ea855eabd377e4b60bf6ec" dmcf-pid="70uEYPTs1I" dmcf-ptype="general">저장 용량은 흑연 음극과 비교해 약 2.5배 컸다. 음극 활물질 1ｇ당 저장할 수 있는 전기의 양을 비교한 수치다.</p> <p contents-hash="8024230fa419b0959d13a518bd1bb4c21942b60e15e9ec9682c08532c51e2398" dmcf-pid="zp7DGQyO1O" dmcf-ptype="general">양극과 조합한 배터리에서는 30분 만에 충·방전을 마치는 조건에서 200회 충·방전 후에도 초기 용량의 약 85%를 유지했다.</p> <p contents-hash="414e09be0eba1953eb5680155bd4464be41a0aa23034a953d50a51b631aff9a6" dmcf-pid="qUzwHxWIXs" dmcf-ptype="general">실리콘 함량은 같지만 유기소재 없이 흑연·실리콘만 쓴 대조군은 같은 조건에서 약 55%를 유지하는 데 그쳤다.</p> <p contents-hash="4122ab30d0bfc90d5eb394f8c061b2eb5de825abaf6002e9c250af99184f72e0" dmcf-pid="BuqrXMYC5m" dmcf-ptype="general">컴퓨터 시뮬레이션으로 실리콘 뭉침 크기와 분포를 바꿔 계산한 결과 적절한 크기의 덩어리로 고르게 배치될 때 리튬을 충분히 저장하는 것으로 나타났다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="1863fb193ee69b4cce658fade1ee385ab56ee779e8bff36e3cee04a942347d39" dmcf-pid="b7BmZRGhHr" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="연구진 모습 UNIST 강석주 교수(왼쪽)와 주정미 연구원. [울산과학기술원 제공. 재판매 및 DB 금지]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202610/19/yonhap/20261019102237182okwq.jpg" data-org-width="786" dmcf-mid="ZZbs5eHlZG" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202610/19/yonhap/20261019102237182okwq.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 연구진 모습 UNIST 강석주 교수(왼쪽)와 주정미 연구원. [울산과학기술원 제공. 재판매 및 DB 금지] </figcaption> </figure> <p contents-hash="9f4a7f8a8f6379ff4f69c164d02dbef27d8f1c2f0ffed394c86d4b5a35205178" dmcf-pid="Kzbs5eHl5w" dmcf-ptype="general">강석주 교수는 "고용량 소재를 얼마나 넣느냐 뿐만 아니라 어떻게 배치하느냐도 배터리 성능을 좌우한다는 사실을 보여주는 연구"라며 "전기차와 에너지저장장치(ESS)용 배터리 성능을 높이고, 장기적으로 교체 비용을 줄이는 데 도움이 될 것"이라고 말했다.</p> <p contents-hash="536a665b63c29083a1a6da1c1d50fd120adcab16a2bd759c64328fd99273c8f8" dmcf-pid="9Ztal2IktD" dmcf-ptype="general">연구 결과는 재료 분야 국제 학술지 '어드밴스드 펑셔널 머티리얼스'(Advanced Functional Materials)에 지난달 2일 온라인으로 공개됐고, 후면 표지 논문으로 선정돼 정식 출판될 예정이다.</p> <p contents-hash="8569407cdee0191ada88135f53d72818eb0453ef7fab0af38d6ded11148fd46e" dmcf-pid="25FNSVCE1E" dmcf-ptype="general">연구는 과학기술정보통신부, 한국연구재단, UNIST, 과학기술사업화진흥원의 지원을 받았다. </p> <p contents-hash="93bb3030303e444b383eed2e71793e300527f65857827c9b8c8ddb397c9fceae" dmcf-pid="V13jvfhDHk" dmcf-ptype="general">yongtae@yna.co.kr</p> <p contents-hash="d8adbd697d87a03d92eb8f61493e42e0cab6fd1b1e1ce3c82b8ca5b767489085" dmcf-pid="4Fpcy8Sr5A" dmcf-ptype="general">▶제보는 카톡 okjebo</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 연합뉴스. 무단전재 -재배포, AI 학습 및 활용 금지</p> 관련자료 이전 조현병 관련 기억력 저하, 뇌 회로에서 원인 단서 찾았다[과학을읽다] 10-19 다음 젠슨 황 "AI 시장 혼란 곧 지나갈 것…단기적 노이즈에 불과" 10-19 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
