[한국기술뉴스] 한국공학대학교 지식기반기술·에너지대학원 류지헌교수 연구팀은 마그네슘 전극의 과전압을 개선시키는 마그네슘 이차전지를 개발했다. 개발된 기술은 한국공학대학교 산학협력단을 통해 2017년 02월 02일 특허를 출원(출원번호 제1020170014936호)했다. 특허 명칭은 '마그네슘 전극, 이를 포함하는 마그네슘 이차전지 및 하이브리드 전지’이다. 현재 특허 등록이 완료돼 산업에서 기술을 활용할 수 있도록 기술이전을 추진할 계획이다.

[기자]

리튬이온전지는 휴대용 전자기기와 자동차에 이르기까지 다양한 분야에서 활용되고 있습니다.

리튬이온전지에서 가장 많이 사용되고 있는 음극재료는 흑연입니다. 그러나 현재 리튬이온 이차전지의 경우 음극에서 금속리튬을 사용하지 못하고 있습니다. 이에 층간삽입을 통해 리튬이온과 전하를 저장하는 탄소계 화합물을 음극으로 사용하고 있습니다. 이에 따라 리튬이온이 금속상의 리튬으로 환원되는 과정에서 침상으로 성장하기 때문에 효율 및 안전성에서 큰 문제점이 존재합니다.

한국공학대학교 류지헌 교수 연구팀은 마그네슘을 음극활물질로 적용하여 에너지 밀도와 성능을 향상시킨 마그네슘 이차전지 및 하이브리드 전지를 발명했습니다.

전극판 표면에 마그네슘 및 주석과 비스무트 등의 금속을 코팅하여 과전압이 개선된 전극을 제조합니다. 이러한 합금은 레독스 매개체로 동작하면서 마그네슘의 산화/환원반응에 대한 과전압을 감소시킬 수 있습니다.

즉, 마그네슘 표면에 마그네슘과 합금상을 형성시킬 수 있는 금속상을 코팅함으로써, 마그네슘 전극 표면에 레독스 매개체 상을 형성시켜 마그네슘 전극의 과전압을 효과적으로 개선할 수 있습니다.

본 발명을 통해 마그네슘 이차전지용 음극 활물질 및 하이브리드 전지용 음극 활물질로 적용하여 에너지 밀도 및 성능을 향상시킬 수 있습니다.

본 발명의 연구성과가 다양한 차세대 금속 이차전지 제조 및 새로운 이차전지 연구에 크게 기여할 것으로 기대됩니다.