최장욱 서울대 화학생물공학부 교수 연구팀이 기존 리튬이온 전지보다 충전 속도는 5배 이상 빠르면서 충전 용량은 45% 향상시킨 배터리 소재 ‘그래핀 볼’ 개발에 성공했다고 29일 밝혔다.기존 리튬이온 전지는 고속충전 기술을 사용해도 완전히 충전하는 데 1시간 가까이 걸리지만 그래핀 볼 소재의 배터리는 12분이면 완전 충전이 가능하다. 또 전기차용 배터리에 요구되는 온도 기준인 60도까지 안정성을 유지할 수 있다.

그래핀은 흑연에서 벗겨낸 얇은 탄소 원자막이다. 구리보다 100배 이상 전기가 잘 통하고 실리콘보다 140배 이상 전자를 빠르게 이동시킬 수 있어 급속 충전에 이상적인 소재로 평가받는다. 최 교수 연구팀은 그래핀을 배터리에 적용할 방법을 찾다가 저렴한 실리카(SiO2)를 이용해 그래핀을 마치 팝콘 같은 3차원 입체 형태로 대량 합성하는 메커니즘을 규명했다.

이번 연구는 최 교수 연구팀이 삼성전자 종합기술원, 삼성 SDI와 함께 공동으로 진행했다.

박기석 기자 kisukpark@seoul.co.kr