그래핀 소재의 실용화를 가로막던 응집·침전 문제를 해결하는 기술이 나왔다. 한국전자기술연구원(KETI)이 그래핀을 물 속에서 고농도로 1년 이상 안정하게 유지하는 수분산 기술을 개발하고, 리튬이온전지 음극재 코팅에 적용해 성능을 확인했다.

 

KETI는 17일 ICT나노융합연구센터 연구팀이 카복시메틸셀룰로오스(CMC, Carboxymethyl cellulose)를 활용한 그래핀 계면 안정화 기술을 개발했다고 밝혔다.

 

그래핀은 높은 전기전도성과 우수한 유연성으로 이차전지·전자소자·센서·기능성 코팅 등 다양한 분야에 활용 가능한 소재로 꼽힌다.

 

연구팀은 농도와 점도 조절을 통해 해당 수분산액이 △습식방사 △블레이드 코팅 △스프레이 코팅 등 다양한 제조 공정에 직접 적용될 수 있도록 공정 호환성을 확보했다고 설명했다.

 

수분산액을 전기차 배터리에 쓰이는 리튬이온전지용 실리콘 음극재 표면에 코팅한 결과, 100회 충·방전 시험 후에도 약 69%의 용량을 유지하는 것으로 나타났다.

 

신권우 KETI ICT나노융합연구센터장은 “이번 기술은 그래핀을 액체 형태로 오랫동안 안정하게 보관하고 다양한 코팅 소재로 활용할 수 있게 한 성과”라며, “차세대 이차전지 등 첨단 산업에서의 그래핀 소재 활용 시점을 크게 앞당길 것”이라고 밝혔다.

 

이번 연구 결과는 에너지 소재 분야 국제 학술지 ‘ACS Applied Energy Materials’에 게재됐다.