티타늄-니오븀 산화물로 시간 획기적 단축

일본 도시바(東芝)가 6분 만에 충전할 수 있는 전기자동차(EV)용 리튬이온 배터리를 새 수익원으로 개발했다고 니혼게이자이신문이 2일 보도했다.

부극(負極)의 재료에 티타늄과 니오븀 산화물을 사용해 결정이 깨끗하게 병립하게 합성하는 것을 통해 체적(부피)당 용량을 2배로 향상했다.단시간 충전으로 실용수준 320㎞를 주행할 수 있다.

지금까지보다 5배의 전류로 충전이 가능해 불과 6분 만에 배터리 전체 용량의 90%까지를 충전할 수 있게 됐다.지금까지는 80%의 충전에 30분간 걸렸다.

도시바는 배터리 충전시간을 단축하고 주행거리를 획기적으로 향상한 이 리튬이온 배터리를 EV에 탑재해 2019년도 실용화를 목표로 한다.새로운 수익원으로 기대된다.

리튬이온 배터리는 리튬이온이 전해액을 통해서 정극(正極)과 부극(負極) 사이를 왕래해 충전이나 방전을 되풀이한다.부극에는 지금까지는 주로 흑연이 사용되고 있어 성능이 약했다.

그런데 티타늄 산화물은 전기를 축적하는 성능이 높은 편이다.여기에 니오븀을 더해서 미세한 결정들이 일치하게 합성한 결과 리튬이온이 부극에 들어가기 쉬워져서 용량이 높아졌다.

폭 11.1㎝,높이 19.4㎝ 크기의 배터리를 시작품으로 만들었다.충전이나 방전을 5천회 되풀이해도 성능은 유지됐고,섭씨 영하 10도에서도 급속충전돼 혹한지에서도 사용할 수 있다고 한다.

지금까지는 탄소의 부극에 높은 값의 전류로 충전하면 전해액에 녹아있던 리튬이온이 고체가 되며 성능이 떨어지거나 수명이 단축되거나 했다.티타늄·니오븀 산화물은 이런 문제를 해소했다.

신동원 기자 asadal@seoul.co.kr