카이스트 강정구·김용훈 연구팀 리튬이온 배터리용 신소재 개발

국내 연구진이 배터리 수명을 그대로 유지하면서 충전 시간도 줄일 수 있는 기술을 개발하는 데 성공했다. 카이스트 EEWS대학원 강정구·김용훈 교수 공동 연구팀은 1만번 이상 사용해도 수명이 그대로인 리튬이온 배터리용 소재를 개발하는 데 성공했다고 20일 밝혔다. 이번 연구 성과는 재료공학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼스’ 최신호에 실렸다.

현재 리튬이온 배터리용 소재로는 흑연 표면 한 층을 얇게 떼어낸 탄소나노물질인 그래핀이 많이 쓰이고 있지만 분리 과정에서 그래핀이 깨지거나 불순물이 표면에 묻어 배터리 효율과 수명이 눈에 띄게 줄어드는 단점이 있다. 연구진은 그래핀을 기체 상태로 만들어 얇은 막을 형성하도록 하는 ‘화학기상증착법’을 이용해 불순물이 적고 물성이 우수한 그래핀 박막을 만들었다. 이렇게 만들어진 그래핀 박막을 이산화티타늄 나노입자와 결합시켜 리튬배터리 소재를 만들었다.

연구팀은 이번에 개발한 소재로 배터리를 만들어 실험한 결과 130㎃h(밀리암페어아워) 용량을 1분 내에 충전하는 데 성공했다. 이는 1715㎃h 용량의 아이폰6S는 13분, 3000㎃h의 갤럭시S7은 23분 정도면 완전 충전이 가능한 속도다.

유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr