삼성전자가 방전된 스마트폰 배터리를 12분만에 완충할 수 있는 기술을 개발했다. 종전 1시간에서 5배 빠른 속도다.
| ▲ 삼성전자가 리튬이온전지 신소재로 활용가능한 '그래핀볼(사진)' 개발에 성공했다. |
삼성전자는 종합기술원이 리튬이온전지 신소재로 활용가능한 '그래핀볼' 개발에 성공했다고 27일 밝혔다.
그래핀은 흑연에서 벗겨낸 얇은 탄소 원자막을 가리킨다. 구리보다 전기가 100배 이상 잘 통하고 실리콘에서보다 전자이동이 140배 이상 빨라 이상적인 충전지 소재로 꼽힌다. 이를 규소와 산소의 결합체인 실리카(SiO)와 팝콘 모양으로 합성한 것이 그래핀볼이다.
그래핀볼을 리튬이온전지 양극 보호막과 음극 소재로 활용하면 배터리 충전시간이 5배 가량 빨라진다. 1시간 정도 걸렸던 배터리 충전시간이 12분으로 줄어드는 셈이다.
또 용량도 같은 크기의 기존 전지에 비해 45% 확대할 수 있다. 전기차용 배터리가 요구하는 고온 기준(60℃)도 충족한다. 현재 미국과 한국에서 특허 출원 중으로 상용화까지는 최대 5년 정도가 걸릴 것으로 본다.
이 연구성과는 최근 과학저널 네이처 커뮤니케이션즈 온라인에 '그래핀 볼을 이용한 고속충전 및 고용량 리튬이온전지 구현'이란 제목으로 게재되기도 했다. 연구에는 삼성SDI와 서울대 최장욱 교수팀이 공동으로 참여했다.
리튬이온전지는 1991년 상용화된 이후 모바일 기기와 전기차 등에 쓰이면서 시장성이 커졌지만 성능 개선을 이뤄내기에는 기술 장벽들이 산재해 있었다. 이 한계를 뛰어 넘을 수 있는 혁신소재를 찾던 찰나에 그래핀볼이 개발되면서 리튬이온전지 성능을 한 단계 끌어올릴 수 있게 됐다는 게 삼성전자 측 설명이다.
손인혁 삼성전자 종합기술원 전문연구원은 "이번 연구로 다기능 고결정 그래핀 복합 소재를 값싸게 대량으로 합성할 수 있게 됐다"며 "2차전지 기술을 지속적으로 발전시키겠다"고 말했다.
