리튬이온전지의 그래핀 양극재

전문가 제언

○ 그래핀은 탄소동소체인 플러린(1985년 발견), 탄소나노튜브(1991년 발견)보다 늦게 2004년 영국 맨체스터 대학의 A. Leim과 K. Novoselov에 의해 학계의 주목을 받게 되었다. 이들은 이 발견으로 2010년 노벨 물리학상을 수상하였다. 금년 초에는 스웨덴의 Chalmers공대의 J. Kinaret교수가 이끄는 그래핀의 응용 연구 프로젝트에 EU에서 10억 유로의 연구비를 투자하여 그 중요성을 가늠케 하였다.

○ 그래핀의 특성은 그 구조에서 온다. 그래핀은 탄소원자가 6각형의 벌집 모양으로 배열된 2차원적 평면구조이고 그 두께는 0.35 nm로서 지금까지 보고된 막중에서 가장 얇은 것이다. 현재 밝혀진 그래핀의 경이적인 특성 중에서 대표적인 것은 구리보다 100배나 더 높은 전도성, 빛의 투과율 97.7%의 놀라운 투명성, 강철보다 200배 강한 기계적 강도, 높은 유연성 및 양자홀효과 등을 들 수 있다.

○ 우리나라의 그래핀 연구는 세계에서 선두권에 있다. 특허 자문업체인 케임브리지 IP의 보고서에 의하면 전 세계의 그래핀에 관한 특허 출원에서 삼성이 407건, 성균관대가 134건을 출원하여 각각 기업과 연구기관별 순위에서 세계 1위를 차지했다. 국가별로는 중국(2204건), 미국(1754건), 한국(1160건), 영국(54건) 순으로 발견국인 영국을 훨씬 앞섰다. 이렇듯 우리나라가 그래핀 연구에서 두각을 나타내는 것은 산업적 가치를 알아본 삼성을 비롯한 기업과 연구기관이 집중적으로 연구투자를 했기 때문으로 보인다.

○ 에너지 저장 재료로서의 그래핀은 연료전지 및 이차전지의 전극재료로 많은 연구의 대상이 되고 있다. 특히 최근의 연구들은 리튬이차전지의서 양극재의 성능 향상에 큰 가능성을 보여주고 있다. 현재 리튬이온전지의 용량 및 수명 등 전지특성의 한계는 양극재에 있다. 양극재는 기존의 리튬-코발트 산화물에서 가격이 싼 리튬-철 인산염으로 옮겨졌으며 앞으로는 리튬-망간 산화물로 넘어갈 태세다. 그 성공의 열쇠는 그래핀과 같은 경이적인 물질의 적극적 활용에 있다 하겠다.

저자

Gints Kusinskis, Gunars Bajars, Janis Kleperis

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2013

권(호)

240

잡지명

Journal of Power Sources

과학기술
표준분류

재료

페이지

66~79

분석자

윤*석

분석물

• 리튬이온전지의 그래핀 양극재.pdf [353,079 byte]

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