
전기차 주행거리를 연장하기 위해 배터리 전극을 두껍게 쌓아 올리는 고로딩 전극(1) 기술이 지속적으로 연구되고 있습니다. 하지만 전극이 두꺼워질수록 제조 과정에서 재료가 갈라지거나 부서져 배터리 수명이 크게 단축되는 치명적인 물리적 한계가 존재했습니다.
국내 성균관대와 서울대 공동 연구팀은 신축성이 뛰어난 의류 소재인 스판덱스와 접착력이 강한 폴리아크릴산을 융합해 하이브리드 고분자 바인더(2)를 새롭게 개발했습니다. 이 신소재는 배터리 전극을 두껍게 만들어도 균열을 완벽하게 막아주며 리튬 이온의 원활한 이동을 한층 더 촉진시키는 획기적인 작동 원리를 구현해 냈습니다.
개발된 배터리 소재는 기존 생산 라인인 습식 공정(3)을 변경 없이 그대로 활용할 수 있어, 막대한 추가 설비 투자 없이 즉각적인 상용화 단계에 돌입할 수 있는 강점을 지닙니다. 실제 배터리 적용 실험 결과 200회 이상 충방전 이후에도 초기 용량의 86% 이상을 안정적으로 유지해 수명이 2배가량 연장되는 우수한 기술력을 입증한 셈입니다.
배터리 수명 저하와 짧은 주행거리는 전기차 구매를 망설이게 하는 가장 큰 진입 장벽으로 꼽혀왔습니다. 수명이 2배 연장되는 이번 신소재 기술이 상용화될 경우 배터리 교체 및 차량 유지 비용이 대폭 절감되며, 단 1회 충전만으로도 더 먼 거리를 안심하고 주행할 수 있어 전기차 사용자의 실질적인 경제적 이득과 만족도가 크게 향상될 전망입니다.
배터리 내부의 양극 소재를 두껍게 쌓아 올려 한정된 공간 안에서 더 많은 전기 에너지를 저장할 수 있도록 만드는 핵심 기술입니다.
배터리 내부의 활물질과 도전재가 전극판에 단단히 붙어 있도록 도와주는 일종의 강력한 접착제 역할을 하는 화학 물질입니다.
액체 용매를 활용하여 배터리 전극 재료를 고르게 섞고 건조하는 제조 방식으로, 현재 대부분의 배터리 공장에서 채택하고 있는 표준 시스템입니다.
단단한 금속 외관 대신 부드럽고 얇은 필름 형태의 파우치에 배터리 소재를 담아 무게를 줄이고 디자인을 자유롭게 만든 배터리를 의미합니다.