금오공대, 박철민 교수 연구팀 '차세대 배터리 소재' 개발

리튬이온전지 대체할 기술로 주목

[구미=뉴시스]박철민 교수(왼쪽), 김도현 연구원. (사진=금오공대 제공) 2025.12.09 photo@newsis.com *재판매 및 DB 금지

[구미=뉴시스] 박홍식 기자 = 국립 금오공과대학교는 재료공학부(신소재공학전공) 박철민 교수 연구팀이 인하대·한국전기연구원(KERI)·순천향대 연구팀과의 공동 연구로 '전고체전지용 리튬(Li)–실리콘(Si) 화합물' 음극 소재 개발에 성공했다고 9일 밝혔다.

이 연구 성과는 지난달 에너지 분야 세계적 학술지 'Joule(IF 35.4)'에 게재됐다.

박철민 교수 연구팀은 지난해에 이어 2년 연속 에너지 분야 최고 저널인 Joule에 연구 성과를 발표하며, 전고체전지 연구 분야에서의 세계적 연구 역량을 입증했다.

전고체전지는 모든 구성 요소가 고체로 이뤄진 차세대 배터리다.

화재·폭발 위험이 있는 기존 액체 전해질 기반 리튬이온전지를 대체할 기술로 주목받고 있다.

그러나 실리콘(Si) 음극은 충·방전 시 심각한 부피 팽창, 낮은 이온·전자 전도도, 고체전해질과의 부반응, 50 MPa 이상의 높은 구동 압력 요구 등의 문제로 인해 전고체전지 적용이 사실상 어렵다는 평가를 받아왔다.

연구팀은 ‘Li(리튬)–Si(실리콘) 화합물 기반의 완전히 새로운 음극 구조 설계’를 통해 이 모든 난제를 동시에 해결했다.

박철민 교수는 "리튬–실리콘 화합물을 통해 기존 실리콘 음극의 구조적·전기화학적 한계를 효과적으로 보완할 수 있는 새로운 해법을 제시했다"며 "높은 에너지 밀도, 초고속 충전 성능, 낮은 구동 압력이라는 장점을 갖춘 본 기술이 전고체전지의 상용화를 가속화하는 핵심 소재가 될 것"이라고 말했다.

이어 "향후 다양한 전극 소재 연구로 확장해 차세대 배터리 시장을 선도할 원천 기술 확보에 주력할 것"이라고 했다.

이번 연구는 한국연구재단의 중견연구자지원사업 및 중점연구소 사업의 지원을 받아 수행됐다.