삼성전자가 기존 배터리보다 충전속도가 5배 빠른 원천기술을 확보했다.

삼성전자 종합기술원은 기존 리튬이온전지보다 충전용량이 45% 늘어나고 충전속도는 5배 이상 빠른 배터리 소재 ‘그래핀 볼’ 개발에 성공했다고 27일 밝혔다.
 

그래핀은 흑연에서 벗겨낸 얇은 탄소 원자막으로 물리·화학적 안정도가 높아 배터리, 디스플레이 등에서 신소재로 각광받고 있다. 구리보다 100배 이상 전기가 잘 통하고 실리콘보다 140배 이상 전자를 빠르게 이동시킬 수 있어 급속충전용 배터리에 이상적 소재로 꼽힌다

기존 배터리는 고속충전 기술을 사용하더라도 완전충전에 1시간 가까이 걸렸지만 그래핀 볼 소재를 사용한 배터리는 12분이면 완전히 충전할 수 있다. 또 전기차용 배터리가 요구하는 온도 기준인 60℃까지 안정성을 유지할 수 있다.

삼성전자 종합기술원은 강도와 전도도가 높은 그래핀을 배터리에 적용하는 방법을 찾다가 저렴한 실리카(SiO2)를 이용해 그래핀을 팝콘 같은 3차원 입체 형태로 대량 합성하는 매커니즘을 규명했다.

이 그래핀 볼을 리튬이온전지의 양극 보호막과 음극 소재로 활용했더니 충전용량이 늘어나고 충전시간을 단축하는 것은 물론 고온안전성까지 모두 만족하는 결과가 나왔다.

삼성전자 종합기술원은 그래핀 볼 기술과 관련해 미국과 한국에 2개의 특허를 출원했다.

손인혁 삼성전자 종합기술원 전문연구원은 “이번 연구는 그래핀 복합 소재를 값싸게 대량으로 합성하는 동시에 리튬이온전지의 여러 특성을 크게 향상한 것”이라며 “최근 급격히 성장하는 모바일기기와 전기자동차시장 확대에 맞춰 2차전지 기술을 지속적으로 발전해 나가겠다”고 말했다. [비즈니스포스트 나병현 기자]