21일 한국과학기술원(KAIST)은 신소재공학과 강정구 교수 연구팀이 우수한 성능의 급속 충전이 가능한 고에너지·고출력 하이브리드 리튬 이온 전지를 개발했다고 밝혔다.
현재 리튬이온 배터리는 대표적인 상용화 에너지 저장 장치로 스마트 전자기기부터 전기 자동차까지 전반적인 전자 산업에 필수적인 요소로 자리 잡고 있어 ‘제2의 반도체’로 불린다.
그러나 느린 전기화학적 반응 속도, 전극 재료의 한정 등의 특성에 의한 낮은 출력 밀도, 긴 충전 시간, 음극 및 양극 비대칭성에 따른 큰 부피 등의 근본적인 한계로 인해 고성능 전극 재료 및 차세대 에너지 저장 소자의 개발 필요성이 지적돼 왔는데 이번 연구를 통해 하이브리드 전지는 배터리용 음극과 축전기용 양극을 결합해 높은 저장 용량과 빠른 충·방전 속도의 장점을 모두 가지고 있는 차세대 에너지 저장장치를 개발한 것이다.
연구팀은 고분자 수지의 배향 변화를 통해 넓은 표면적을 가진 다공성 탄소 구조체를 합성할 수 있는 새로운 합성법을 제시했고, 이를 기반으로 음극 및 양극 소재를 개발해 고에너지·고출력의 하이브리드 리튬이온 에너지 저장 장치를 성공적으로 구현했다.
강정구 교수는 “급속충전이 가능한 하이브리드 리튬 이온전지는 현 에너지 저장 시스템의 한계를 극복할 수 있는 새로운 돌파구가 될 것”이라며 “전기자동차를 포함한 모든 전자기기의 활용 범위를 확대해 적용될 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.