GS유아사가 금속 실리콘 음극재를 적용해 만든 리튬이온전지 (출처 : GS유아사)

(주) GS유아사가 대형전지의 실용화에 걸림돌로 작용하던 금속 실리콘 음극재 개량을 통해 고에너지 밀도화와 수명을 실현했다고 지난 6일 밝혔다.

회사는 또한 전기 자동차에 실제로 탑재되는 크기의 전지로 제작 기존의 리튬이온전지에 비해 약 3배 고에너지 밀도화 시키는데 성공했다.

음극재에 사용하는 금속 실리콘은 이론 용량이 매우 높고(4200 mAh/g) 자원량이 풍부해 리튬이온전지의 신규 재료로서 많은 연구가 진행돼 왔다.

그러나 금속 실리콘은 충 방전에 따른 부피 변화가 400%로 매우 커 충방전을 반복 과정에서 입자가 팽창수축을 거듭해 입자가 작아지는 미분화나 활물질이 충방전에 기여하지 않는 고립화등의 문제가 발생해 차량용 대형전지로 금속 실리콘 전극의 실용화가 불가능했다.

이에 GS유아사는 금속 실리콘을 이용해 최적의 입자직경 및 전극 조성 등을 발견해 그 특성을 개선했다. 또한 다양한 도전조제의 결합으로 방전 특성을 향상시키고, 수용성 결착제로 양산성도 향상시켰다.

회사는 “해당 금속 실리콘 전극은 향후 혁신과 보급이 전망되는 전고체전지에 적용 가능하다”며 “향후 이 금속 실리콘 전극의 사이클 수명 특성을 더욱 향상시켜 2025년경 친환경차량에 적용할 것”이라 밝혔다.