전남대 연구팀, 실리콘 기반 리튬이온전지 제조 기술 개발 전영시 교수-이태규 박사과정 ... 화학공학 국제학술지 게재 배진희 기자 news@presszon.kr

2024년 11월 25일(월) 16:11

논문의 Table of Content 그림 [사진 전남대학교]

㈜지엘켐에 기술 이전해 상용화의 길도 텄다 ... 대량생산 준비 중


[프레스존=배진희 기자] 전남대학교 전영시 교수 공동연구팀이 실리콘 기반 리튬이온전지 제조 기술을 개발했다.

전남대 화학공학부 전영시 교수(교신저자)와 이태규 박사과정생(제1저자)은 한국화학연구원 김윤호 박사(교신저자)와의 공동연구에서, 2차원 시트 형태의 실리콘이 적층된 ‘실록센’ 마이크로입자와 1차원 고분자 바인더인 폴리아믹산염의 열 탈수 반응을 통한 화학 결합을 형성해 음극의 기계적, 전기화학적 안정성을 크게 향상시키는 방법을 제안했다.

이 기술은 안정적인 전극-전해질 계면, 낮은 음극 부피팽창 등의 강점을 통해 높은 방전용량 및 전기화학적 안정성을 달성함으로써 과학적, 기술적 가치가 높은 것으로 평가받으며, 네덜란드에서 발행되는 화학공학분야 국제학술지 ‘Chemical Engineering Journal’(영향력지수 13.4, JCR 상위 3.1%)에 게재됐다.

또, 전남대학교 산학협력단(단장 하준석)을 통해 관련 특허를 ㈜지엘켐에 기술을 이전해 상용화의 길도 텄다.

㈜지엘켐(대표이사 이원민)은 “해당 기술을 실리콘 기반 리튬이온전지의 실용화 측면에서 가능성이 큰 기술로 보고, 대량생산을 위한 준비를 하고 있다”고 밝혔다.

전영시 교수는 “이번 연구로 산업적, 경제적 관점에서 중요한 실리콘 소재의 대량 합성법을 개발하고, 이를 활용해 고성능의 리튬이온전지용 음극을 개발하는 데 성공했다”며 “기술이전을 통해 산-학-연 협력체계를 구축했으며, 이를 기반으로 국내 실리콘 및 이차전지 산업 발전에 더욱 이바지할 계획”이라고 밝혔다.

이 연구는 교육부의 4단계 BK21사업, 과학기술정보통신부의 융합연구사업: 창의형 융합연구사업(CAP), 기초연구실지원사업(BRL), 신진연구자지원사업, 박사과정생연구장려금지원사업, 한국화학연구원 기본사업, 소재혁신선도 프로젝트와 중소벤처기업부의 기업연계형 기술개발 인력양성사업의 지원을 통해 수행됐다.

※그림 설명: 논문의 Table of Content.

(왼쪽) 2D 실록센과 폴리아믹산염, 둘 사이의 Si-O-C 화학 결합의 형성을 기반으로 구리 호일 위에 도포하여 제조한 음극 기판의 개략도,

(오른쪽) 개발한 음극소재를 활용한 리튬이온전지 반쪽 셀 사이클 테스트 결과. 기존 바인더인 PVdF에 비해 높은 전기화학적 안정성을 달성함.

*논문 원제: Layered Siloxene Microparticles: Unveiling Long-Term Stability and High Volumetric Capacity for Advanced Lithium-Ion Batteries