박수진 교수팀은 서울대 최장욱 교수팀, LG에너지솔루션과 공동으로 충·방전을 반복해도 쉽게 손상되지 않는 고강도 실리콘 음극 소재를 개발했다. 연구 결과는 국제학술지 Nature Communications에 게재됐으며, 차세대 전기차 배터리의 성능과 수명을 동시에 향상시킬 수 있는 기술로 주목받고 있다.

 실리콘은 기존 흑연보다 10배 이상 많은 에너지를 저장할 수 있어 차세대 음극재로 평가받지만, 충·방전 과정에서 부피가 크게 팽창하고 수축해 수명이 짧아지는 한계가 있었다. 연구팀은 실리콘 산화물 내부에 불화리튬 결정을 정밀하게 배치하고 특수 코팅을 적용해 부피 변화를 효과적으로 억제하면서도 빠른 이온 이동이 가능하도록 설계했다.

 개발된 소재는 충·방전 과정에서 부피 변화가 18.9% 수준에 머물렀으며, 20분 급속충전 조건에서 1000회 이상 안정적으로 작동했다. 또한 높은 에너지 밀도를 구현해 실제 전기차 적용 시 1회 충전으로 약 1000km를 주행할 수 있는 수준의 성능을 보였다. 박수진 교수는 이번 연구가 고에너지 밀도와 급속충전을 동시에 만족하는 차세대 배터리 상용화를 앞당기는 계기가 될 것이라고 밝혔다.

[발췌:디지털타임스]