경북 구미시에 있는 금오공과대학교가 신소재공학부 전자신소재연구실(Advanced Battery Materials Lab.) 박철민 교수(사진)연구팀이 ‘차세대 고성능 도전재용 탄소계 소재의 제조 기술 개발’에 성공했다고 20일 발표했다.

박철민 교수 연구팀은 리튬이차전지의 도전재(Conducting Agent)인 탄소계 소재(카본블랙)에 알칼리 금속(리튬, 나트륨, 칼륨)으로 간단한 전처리를 해 리튬이온 이차전지 및 차세대 이차전지(나트륨, 칼륨)의 고성능 도전재로 적용했다.

이렇게 제조한 탄소계 소재를 도전재로 사용할 경우, 기존 전극 소재의 전도성 향상에만 사용했던 도전재용 탄소계 소재에 비해 전극 소재의 전도성 향상과 함께 추가적으로 초기효율 및 가역용량도 대폭 높일 수 있는 것으로 확인됐다. 따라서 리튬이온 이차전지뿐만 아니라 차세대 나트륨 및 칼륨 이온 이차전지를 위한 차세대 고성능 도전재용 탄소계 소재의 활용에도 크게 기여할 것으로 기대된다.

다양한 이차전지 시스템과 고용량 전극 소재 개발 등 차세대 산업 동력을 위한 연구를 하는 박철민 교수는 “이번 성과는 전극 소재에 치중된 이차전지 관련 연구에 고성능 도전재 소재 분야로의 새로운 패러다임을 제시한 것”이라고 밝혔다.

이번 연구는 금오공대 신소재공학과 박사과정의 남기훈 연구원(사진)이 제1저자로 참여했으며 전기준 인하대 환경공학과 교수, 채근화 한국과학기술연구원 박사, 최정희 한국전기연구원 박사, Ganesan Vinoth 금오공대 신소재공학과 박사와의 공동 연구로 진행됐다. 관련 연구는 학술지 Chemical Engineering Journal(IF: 13.273) 및 Carbon(IF: 9.594)의 온라인판에 최근 게재됐으며, 관련 특허 3건도 등록 및 출원됐다. 4단계 BK21사업, 중견연구자지원사업, 대학중점연구소지원사업 및 금오공대 Grand-ICT연구센터 지원으로 수행됐다.