삼성전자, 전기차 충전속도 5배 높일수있는 신소재 개발

▲그래핀볼.(제공=삼성전자)

[아시아경제 원다라 기자] 삼성전자 종합기술원이 전기차 배터리 충전속도를 5배 이상 높일 수 있는 신소재를 개발했다. 최근 급성장하고 있는 전기차 배터리 시장에서 사용되는 리튬이온전지는 충전시간이 오래 걸리고, 용량증가도 어렵다는 한계가 있었다.

삼성전자는 종합기술원 소속 손인혁·두석광 연구팀이 ‘그래핀 볼’을 개발했다고 27일 밝혔다. 그래핀 볼은 기존 리튬이온전지보다 충전용량은45% 향상시키면서 충전속도를 5배 이상 빠르게 만들 수 있는 배터리 소재다.

그래핀 볼을 리튬이온 전지의 양극 보호막과 음극 소재로 활용하면 100% 충전하는데 1시간 가까이 걸렸던 배터리를 12분만에에 충전할 수 있다. 전기차용 배터리가 요구하는 온도 기준인 60 ℃까지 안정성을 유지할 수 있다.

삼성전자 종합기술원은 관계자는 "강도와 전도도가 높은 그래핀을 배터리에 적용하는 방법을 찾다가 저렴한 실리카(SiO2)를 이용해 그래핀을 마치 팝콘 같은 3차원 입체 형태로 대량 합성하는 매커니즘을 찾아냈다"고 설명했다.

삼성전자 종합기술원은 그래핀 볼 관련 기술에 대해 미국과 한국에 2개의 특허를 출원했다. 연구성과는 최근 과학저널 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 온라인에 '그래핀 볼을 이용한 고속충전 및 고용량 리튬이온전지 구현'이라는 제목으로 게재됐다. 삼성SDI와 서울대학교 화공생물공학부 최장욱 교수팀도 공동으로 참여했다.

논문 제 1저자인 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 모바일 기기와 전기자동차시장 확대에 맞춰 2차전지 기술을 지속적으로 발전시키겠다"고 말했다.

원다라 기자 supermoon@asiae.co.kr