아주대학교 공동연구팀이 복잡한 화학 처리를 거치지 않고 흑연 입자의 형상 제어만으로도 배터리의 수율 및 성능 향상을 이끌어 낼 수 있는 기술을 개발했다.

9일 아주대는 김주민 아주대 화학공학과 교수와 황종국 화학공학과 교수 연구팀이 십자 형태의 미세유체 채널을 활용해 비 구형 흑연 활물질의 형상을 정량적으로 측정하는 기술을 개발했다고 밝혔다. 

연구팀은 배터리 대량 생산 공정에 활용되는 전극 슬러리의 안정성을 높이면서 배터리의 충·방전 특성을 동시에 만족시키는 음극 형상 조성을 제안했다. 

이같은 연구는 '점탄성 입자 집속법 기반 미세유체 채널을 활용한 리튬 이온 배터리용 비 구형 흑연 입자의 형상 분석(Microfluidic Shape Analysis of Non-spherical Graphite for Li-Ion Batteries via Viscoelastic Particle Focusing)'이라는 제목으로 나노 및 재료 과학 분야 국제 저명 학술지인 '스몰(Small)'의 지난해 11월 권두삽화(frontispiece)로 게재됐다.

해당 연구에는 서울대와 한경대·미국 조지아공과대학 연구팀도 함께 참여했다. 김 교수와 황 교수가 공동 교신저자, 박지인 아주대 석사과정생이 제1저자로 함께 했다. 

김 교수는 "미세유체 소자 기술을 리튬 이차 배터리 연구에 적용해 흑연 입자의 측면 형상을 성공적으로 측정했다는 것이 중요하다"며 "흑연의 형상 측면이 배터리의 생산 공정과 성능에 미치는 영향을 통합적으로 평가할 수 있었다"고 설명했다.  

이어 "리튬 이온 전지에 사용되는 흑연 활물질의 품질 관리를 통해 배터리 대량 생산 과정에서의 결함 발생 빈도를 줄이고 수율을 높일 수 있을 것으로 기대한다"며 "궁극적으로는 배터리 성능 향상을 위한 연구에 초석이 될 것"이라고 덧붙였다. 

한편 이번 연구는 한국연구재단 기본연구, 우수신진연구 사업 및 선도연구센터 사업의 지원을 받아 수행됐다.
 

[ 경기신문 = 박민정 기자 ]