한기대 김석준 교수팀, '이차전지용 하이브리드 음극' 개발

한국기술교육대학교(총장 유길상) 에너지신소재화학공학부 김석준 교수 연구팀이 '신개념 이차전지용 하이브리드 음극 개발'에 성공해 화제다.

김 교수 연구팀은 음극 활물질인 흑연과 구리 집전체가 혼합돼 단일 구조체로 형성된 '다공성의 하이브리드 음극 구조'를 제시했다.

연구팀이 개발한 하이브리드 음극은 구조적으로는 90% 구리 분말과 10%의 흑연 분말 및 지르코늄 산화물이 혼합된 복합체로, 기능적으로는 흑연 음극의 층간 삽입 반응과 무음극의 증착 반응 기전이 동시에 작동하는 특징을 갖고 있다.

기존 음극 대비 흑연은 3분의 1만 사용되지만, 용량 및 수명은 기존 음극 대비 월등히 향상됐고, 이차전지 제조 시 부피 에너지 밀도도 흑연 음극을 사용한 이차전지 대비 2배가량 향상됐다.

김석준 교수는 "마이크로 및 나노 구조 형상이 최적화된 다공성 복합체 음극을 대량 생산 공정이자 1-step 공정인 스크린 프린팅 기술로 제조했다는 점에서 큰 의의가 있다"며 "스크린 프린팅 기술은 현재 태양전지의 대량 생산에 사용되는 기술로, 이차전지의 대량 생산에도 즉시 적용 가능할 것으로 기대된다"고 강조했다.
천안=하재원 기자