고려대·서울대, 쉽게 갈라지는 LFP 건식 전극 해법으로 '탄소 모양' 제시
이뉴스투데이 · · 큐피엑스 에너지 요약
고려대 화공생명공학과 유승호 교수 연구팀과 서울대 화학생물공학부 성영은 교수 연구팀이 리튬인산철(LFP) 배터리 전극을 만들 때 안에 넣는 탄소의 모양이 전극 구조와 충·방전 성능을 좌우한다는 사실을 확인했습니다. LFP는 값이 싸고 수명이 길며 열에 안정적이어서 전기차와 에너지저장장치에 널리 쓰이는 배터리 양극 소재입니다.
최근에는 용매를 쓰지 않아 건조와 용매 회수에 드는 에너지와 설비 부담을 줄일 수 있는 '건식 공정'이 주목받고 있지만, LFP 입자가 작고 단단해 입자를 묶어 주는 결합제(PTFE) 섬유망이 충분히 만들어지지 않아 전극이 쉽게 갈라지는 문제가 있었습니다. 연구팀이 구형 탄소(Super P)와 섬유형 탄소(VGCF)를 비교한 결과, 구형 탄소는 입자 사이에 고르게 퍼지지 않아 전극 표면에 미세 균열이 생겼고, 섬유형 탄소는 결합제 섬유망을 지지해 구조를 안정시키면서 전자가 지나가는 길도 잘 만들었습니다.
다만 탄소섬유가 너무 굵으면 LFP 입자 배열이 흐트러지고, 섬유형 탄소 함량이 부족하면 균열과 성능 저하가 나타났습니다. 과학기술정보통신부와 한국연구재단의 지원을 받은 이 연구 결과는 국제 학술지 'Chemical Engineering Journal' 온라인에 10월 26일 게재됐습니다.
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