노트북-휴대전화 ‘안전 배터리’ 개발

선양국 한양대 교수 “폭발 위험 거의 없고 용량 35%-수명 20% 늘려”

노트북이나 휴대전화에 사용되는 배터리가 폭발하는 것을 획기적으로 줄일 수 있는 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

선양국 한양대 응용화공생명공학부 교수는 “니켈코발트망간계를 양극(陽極)재료로 사용해 용량은 높이고 폭발 위험은 낮춘 새로운 구조의 리튬 2차전지를 개발했다”고 22일 밝혔다.

2차전지는 한 번 사용한 다음 폐기되는 1차전지와 달리 방전과 충전을 반복해 전기에너지를 지속적으로 발생시켜 주는 전지다.

니켈을 양극재료로 사용하는 리튬 2차전지는 용량은 높지만 열에 취약해 폭발 위험이 크다는 단점이 있다. 반면 망간을 사용하면 용량은 줄지만 60∼70도의 높은 온도에 잘 견딘다.

연구진은 중심 부분은 니켈 함량을 높이고 바깥 부분은 망간 함량을 높인 공 모양의 양극재료를 고안해 이 문제를 해결했다.

특히 이 과정에서 니켈과 망간의 농도가 점진적으로 줄어들거나 늘어나도록 해 배터리 충전 시 리튬이온의 이동을 쉽게 만들었다.

선 교수는 “기존 리튬 2차전지보다 용량은 35%, 수명은 20% 증가시켰다”며 “하이브리드 자동차나 태양전지에도 활용할 수 있을 것”으로 기대했다.

이번 연구 결과는 재료과학 분야의 세계적 학술지인 ‘네이처 머티리얼즈’ 23일자 온라인판에 게재됐다.

이현경 동아사이언스 기자 uneasy75@donga.com