분자도르래로 고용량 이차전지 수명 늘렸다 - 사이언스 게재, 상용 전기자동차 적용 기대 -
□ 실리콘 음극*은 상용화된 흑연 음극보다 5배 이상 리튬이온**을 저장 할 수 있다. 하지만 실리콘은 충전 과정에서 부피가 크게 늘어나 입자가 부서지거나 전극 전체가 벗겨지기도 한다. 때문에 실리콘 전극은 충전, 방전을 수 십 회 이상 반복하기 어려워 상용화 되지 못하고 있다. 
* 실리콘 음극 : 리튬이온과 합금화 반응을 통해 리튬이온을 저장하는 전극 소재
** 리튬이온 : 원자번호 3번인 리튬이 1가 양전하를 띄고 있는 형태. 리튬 이온전지에서 전극 소재에 삽입되어 에너지를 저장함.
□ 연구팀은 2016년 노벨화학상을 수상한 분자 도르래 구조를 최초로 도입하여 고용량 이차전지 고분자 바인더*를 개발하였다. 연구결과, 탄성이 높은 분자도르래가 실리콘 전극을 안정적으로 잡아줘서 부피 팽창이 500회 이상 반복해도 실리콘이 부서지거나 전극에서 떨어지지 않았으며 전극 용량도 상용 수준인 3밀리암페어아워/제곱센티미터(mAh/cm2)를 유지하였다. 이는 현재 IT 기기에 쓰이는 리튬이온전지의 수준을 상회하는 것이라고 연구팀은 설명했다. 
* 고분자 바인더 : 고분자 소재로 이차전지 전극에 포함되어 실리콘 입자 간 또는 집전체 기판과 전극 간에 접착할 수 있도록 함.
□ 최장욱 교수는 “이 연구는 지난 해 노벨화학상을 수상한 분자 구조가 고용량 이차전지 소재 개발에 최초로 적용된 사례이다. 미래 전기자동차용 이차전지의 핵심 전극 기술로 적용될 것으로 기대된다. 기초 연구를 바탕으로 응용 연구를 진행할 때 기존의 기술을 뛰어 넘는 획기적인 결과가 나올 수 있음을 보여주는 예이다.”라고 연구의 의의를 설명했다. 
□ 이 연구는 미래창조과학부 기초연구지원사업(개인연구)의 지원을 받아 수행되었다.
분자도르래 적용 이차전지 고용량전극 수명 획기적 향상
연구팀은 고용량 이차전지 고분자 바인더 개발을 위해 언제 분자 도르래 구조를 도입하였니
2016년