KAIST(한국과학기술원)는 신소재공학과 김도경 교수와 EEWS 최장욱 교수 공동 연구팀이 기존 배터리 에너지밀도의 5배가 넘는 리튬황 전지를 개발했다고 3일 밝혔다.

개발된 리튬황 전지는 단위 무게당 에너지 밀도가 2천100Wh/kg으로 현재 상용화 중인 리튬이온전지(최대 387Wh/kg)의 5.4배에 달한다.

또 기존 리튬황 전지와 달리 수 백번 충·방전해도 용량이 떨어지지 않는다.

연구팀은 두께 75nm(나노미터), 길이 15㎛(마이크로미터)의 황 나노와이어를 수직으로 정렬해 전자가 빠르게 이동할 수 있는 전극 재료를 제작했다.

이와 함께 황 나노와이어의 표면에 탄소를 코팅함으로써 황과 전해액이 직접 접촉하지 못하도록 해 기존 충·방전시 황이 녹으면서 용량이 감소하는 문제점을 해결했다.

개발된 전극은 300회의 충·방전에도 초기 용량의 99.2%를 유지했으며, 1천회의 충·방전 이후에도 70% 이상의 용량을 보였다.

김도경 교수는 "이번에 개발된 리튬황 전지는 이차전지의 가장 중요한 특성인 수명, 에너지 밀도 등에서 우수성을 보였다"면서 "앞으로 무인기나 전기자동차, 재생에너지 저장장치 등에 활용될 수 있을 것"이라고 말했다.

이번 연구결과는 나노소재 분야의 권위 있는 학술지 '어드밴스드 머티리얼즈(Advanced Materials)' 이날 자 표지논문으로 실렸다.