UNIST, 전기차 출력 75% 높인 대용량 전극 개발

국제 학술지 ‘어드밴스드 에너지 머터리얼즈’에 게재

이중공극 전송선 모델 개념도. UNIST 제공

울산과학기술원(UNIST) 에너지화학공학과 정경민 교수팀은 전기차에 사용되는 배터리 출력을 기본 대비 75% 높인 대용량 전극을 개발했다고 5일 밝혔다.

전기차 시장의 화두는 주행거리다. 배터리 전극 자체를 두껍게 쌓는 ‘후막’ 전극 기술로 배터리 용량을 늘리지만, 전극이 두꺼워질수록 순간적으로 전기를 방출하는 출력 성능이 떨어진다. 오르막길에서 가속해야 할 때 순간적으로 힘을 내는 출력이 저하하는 문제가 발생한다.

정 교수팀이 개발한 전극은 면적당 용량이 10㎃h/㎠에 달하는 고용량임에도 출력 성능이 뛰어난 것이 특징이다.

특히 2C 고출력 환경에서 기존 전극은 면적당 용량이 0.98 mAh/cm²에 그쳤다. 하지만, 정 교수팀이 개발한 전극은 1.71㎃h/㎠를 기록했다. 이는 짧은 시간 안에 뽑아낼 수 있는 전기 에너지가 약 75% 늘어났다는 의미다.

정 교수팀은 이중공극 전송선 모델(DTLM)을 자체 개발해 제조 공정과 도전재 함량 등을 조절하는 방법으로 전극 내부 구조를 최적화했다. 정 교수는 “이번 연구는 설계가 까다로운 리튬인산철(LFP) 배터리 등 차세대 배터리 개발에도 중요한 역할을 할 것”이라고 설명했다.

이 연구 결과는 에너지·환경 분야 국제 학술지인 ‘어드밴스드 에너지 머터리얼즈’에 게재됐다.

울산 박정훈 기자