'12분이면 충전완료'…삼성, 꿈의 배터리 소재 개발

충전 용량 45% 향상…60℃ 고온에서도 안정성 유지

[뉴스토마토 박진아 기자] 기존 리튬이온전지보다 충전 용량은 늘리면서도 충전 속도는 훨씬 빠른 배터리 소재가 개발됐다.

 

'그래핀 볼'의 확대 이미지. 사진/삼성전자

 

삼성전자 종합기술원은 27일 기존 리튬이온전지보다 충전 용량은 45% 향상시키면서 충전 속도를 5배 이상 빠르게 할 수 있는 배터리 소재 '그래핀 볼'을 개발했다고 밝혔다. 기존 배터리는 고속충전 기술을 사용하더라도 완전충전에 1시간 가까이 걸렸다. 하지만 그래핀 볼 소재를 사용한 배터리는 12분이면 완전충전이 가능하다. 전기차용 배터리가 요구하는 온도 기준인 60℃까지 안정성을 유지할 수도 있다.

 

삼성전자 종합기술원은 "강도와 전도도가 높은 그래핀을 배터리에 적용하는 방법을 찾다가, 저렴한 실리카(SiO2)를 이용해 그래핀을 마치 팝콘 같은 3차원 입체 형태로 대량 합성하는 매커니즘을 규명했다"며 "그래핀 볼을 리튬이온전지의 양극 보호막과 음극 소재로 활용했더니 충전 용량, 충전 시간, 고온 안전성까지 모두 만족시키는 결과가 나왔다"고 설명했다.

 

리튬이온전지는 지난 1991년 최초로 상용화된 이후 모바일과 전기차 등으로 확대 적용되며 시장이 성장했지만, 성능 개선은 한계를 보였다. 새로운 소재를 찾기 위한 다양한 시도가 이뤄지는 가운데, 그래핀이 차세대 소재의 선두주자로 부상했다. 삼성전자 종합기술원은 그래핀 볼 관련 기술에 대해 미국과 한국에 2개의 특허를 출원했다.

 

손인혁 삼성전자 종합기술원 전문연구원은 "이번 연구는 다기능 고결정 그래핀 복합 소재를 값싸게 대량으로 합성할 수 있게 하는 동시에 리튬이온전지의 여러 특성을 크게 향상시켰다"며 "최근 급격히 성장하는 모바일과 전기차 시장 확대에 맞춰 2차전지 기술을 지속적으로 발전시키겠다"고 말했다.

 

박진아 기자 [e-mail]

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