국민대, 자가치유 가능한 실리콘 음극재 개발

왼쪽부터 도영락·전주원 응용화학부 교수(사진=국민대)

[이데일리 신하영 기자] 국민대 연구진이 수명 단축 문제를 해결할 실리콘 음극재 기술을 개발했다.

국민대는 전주원·도영략 응용화학부 교수팀이 공동 연구에서 이런 연구성과를 얻었다고 17일 밝혔다. 이번 연구는 한국연구재단 지원을 받아 수행됐으며 연구결과는 나노분야 저명 국제학술지(Small) 3월 1일자로 게재됐다.

현재 이차전지에선 주로 흑연 음극재가 쓰인다. 이를 대체할 기술로 꼽히는 실리콘 음극재는 흑연보다 저장용량이 10배 정도 높은 반면 충·방전 시 부피팽창이 일어나 수명이 단축되는 문제점이 있다. 부피가 커지면서 전극탈리, 실리콘 입자 분쇄, 전해질 소모가 일어나는 탓이다.

연구팀은 이에 스스로 손상 부위를 치료하는 자가치유 고분자를 개발했다. 이를 실리콘 음극재 바인더로 사용, 안정성이 향상된 실리콘 음극재를 만든 것. 국민대 관계자는 “자가치유 바인더를 이용해 제조한 실리콘 음극재는 충방전시 만들어진 상처(스크래치)를 스스로 치유할 수 있었다”며 “이번 연구에선 세계 최초로 물리화학적 방법을 이용해 실리콘 전극의 자가치유 성능을 정량화했다”고 설명했다.