국내 연구진이 고효율의 LiB(Lithium-ion Battery) 양극소재를 개발했다.
한국연구재단은 포항가속기연구소 안도천 박사와 이국승 박사 등이 리튬망간인산화물(LiMnPO4)에 은 나노입자를 첨가해 고출력·고용량·고수명의 특성을 구현한 리튬전지 양극소재를 개발했다고 8월12일 발표했다.
리튬망간인산화물 양극소재는 현재 LiB용 양극소재로 상용화된 리튬철인산화물(LiFePO4)과 구조가 같으나 에너지밀도가 높아 효율성이 우수한 반면, 전기전도도가 리튬철인산화물보다 100배 이상 낮아 용량 및 출력이 매우 약해 그동안 양극소재로 관심 받지 못한 것으로 알려졌다.
연구팀은 리튬망간인산화물을 양극소재로 활용하려면 전기전도도를 크게 향상시킬 필요가 있다고 판단, 리튬망간인산화물 전체 질량의 1%에 해당하는 미량의 은을 첨가하고 합성공정이 단순한 고상법을 이용해 은 나노입자가 들어간 리튬망간인산 양극소재를 합성했다.
양극소재를 합성한 결과 리튬망간인산화물 결정들 사이에서 은이 전도 중간체 역할을 하는 구조로 변하면서 전기전도도가 1만배 가량 향상됐고 고출력·고용량·고수명 특성을 가지며, 특히 6분 이내에 방전시켰을 때 100배 이상의 빠른 고출력 특성을 확인한 것으로 알려졌다.
안도천 박사는 “리튬망간인산화물을 LiB용 양극소재로 상용화할 수 있는 가능성을 발견한 것”이라며 “전기자동차 및 정보기술(IT), 에너지 저장 등에 활용 가능한 차세대 전지 개발에 기여할 것”이라고 강조했다.