전기차 배터리 출력을 75% 높인 대용량 전극을 개발한 정경민 울산과학기술원(UNIST) 교수. 울산과학기술원 제공

울산과학기술원(UNIST)은 에너지화학공학과 정경민 교수팀이 전기차에 사용되는 배터리 출력을 기본 대비 75% 높인 대용량 전극을 개발하는데 성공했다고 5일 밝혔다.

전기차 시장의 화두는 단연 ‘주행거리’이다. 배터리 전극 자체를 두껍게 쌓는 ‘후막’ 전극 기술로 배터리 용량을 늘리는데, 전극이 두꺼워질수록 순간적으로 전기를 방출하는 출력 성능이 떨어진다. 오르막길에서 가속해야 할 때 순간적으로 힘을 내는 출력이 저하하는 문제가 생기는 것이다.

정 교수팀이 개발한 전극은 면적당 용량이 10㎃h/㎠에 달하는 고용량임에도 출력 성능이 뛰어난 것이 특징이다. 특히 30분 만에 배터리를 완전히 방전 또는 충전시키는 고출력 환경에서 기존 전극은 면적당 용량이 0.98mAh/cm²에 그친다. 반면, 정 교수팀이 개발한 전극은 1.71㎃h/㎠를 기록했다. 이는 짧은 시간 안에 뽑아낼 수 있는 전기 에너지가 약 75% 늘어났다는 의미다.

정 교수팀은 이중공극 전송선 모델(DTLM)을 자체 개발해 제조 공정과 도전재 함량 등을 조절하는 방법으로 전극 내부 구조를 최적화했다.정 교수는 “이번 연구는 설계가 까다로운 리튬인산철(LFP) 배터리 등 차세대 배터리 개발에도 중요한 역할을 할 것”이라고 의의를 설명했다.

이번 연구 결과는 에너지·환경 분야 국제 학술지인 ‘어드밴스드 에너지 머터리얼즈’(Advanced Energy Materials)에 게재됐다.