전기차 빠른 충전 문제 해결..6분만에 90% 충전 기술 개발

전기차 시장 확장의 관건은 충전 속도 해결이다. 전기차를 6분만에  90퍼센트를 충전할수 있는 기술이 개발되었다.

포항공대  강병우 교수팀은 성균관대 윤원섭 교수팀과 함께 더 빨리 충전되고 오래가는 전기차 전지소재를 개발했다고 밝혔다. 이는 이차전지 전극 물질에서 충·방전할 때, 입자 크기를 줄이지 않아도 획기적으로 충·방전 시간을 단축해 고출력을 낼 수 있다는 방식이다. 이 연구 성과는 재료 분야 국제학술지 ‘에너지 엔 인바이러먼털 사이언스(Energy & Environmental Science)’에 최근호에 게재됐다.

지금까지 이차전지에서 빠른 충·방전을 위해 전극 물질의 입자 크기를 줄이는 방법이 이용돼왔다.

연구팀은 입자 크기를 줄이지 않고도, 충·방전 상변이 과정에 중간상을 형성시키면 고에너지 밀도의 손실 없이도 빠른 충·방전을 통해 고출력을 낼 수 있을 뿐 아니라 오래 가는 이차전지를 개발할 수 있다는 것을 확인했다.

연구팀이 개발한 합성법을 이용하면, 입자 안에 있는 두 상 사이의 부피 변화를 획기적으로 줄여줄 수 있는 완충(Structural Buffer) 역할을 하는 중간상을 유도할 수 있다.

이 결과 연구팀이 합성한 이차전지 전극은 6분 만에 90%까지 충전되고, 18초 내에 54%를 방전하는 성능을 보여 고출력 이차전지 개발의 기대감을 높였다.

교신 저자인 강병우 교수는 “기존 접근법은 빠르게 충‧방전할 수 있도록 입자의 크기를 줄여 항상 에너지 밀도의 저하가 문제로 지적됐다”며 “이번 연구 성과를 통해 빠른 충·방전, 높은 에너지 밀도, 오랜 성능 유지 시간 등을 모두 충족시킬 수 있는 이차전지를 개발할 수 있는 기반을 마련했다”고 말했다.