그래핀은 신소재 중에서도 가장 혁신적인 소재로 알려져있습니다. 건설 산업, 전자 기기뿐 아니라 항균이 필요한 의료산업 등 다양한 분야에서 핵심적인 소재로 사용될 수 있는데요,

오늘은 2차전지 산업에 혁신을 줄 수 있는 그래핀에 대해 자세히 알아보겠습니다.

 

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기존에 리튬이온 배터리의 음극재로 사용되던 흑연은 충전 속도와 배터리 수명, 에너지 밀도 측면에서 한계가 있었습니다.

 

*충전 속도 문제 : 흑연 음극재는 전자 이동 속도가 느려서 충전 속도가 빠르지 않았습니다.

*배터리 수명 단축 : 반복적으로 리튬이온 배터리를 충·방전하면 리튬 이온이 전극 표면에 쌓이면서 배터리 수명이 줄어듭니다.

*에너지 밀도 한계 : 전기차 1회 충전 주행 거리를 늘리려면 배터리 용량을 키워야 하지만, 흑연 음극재는 용량 증가에 한계가 있습니다.

 

이러한 문제를 해결하기 위해 실리콘을 활용한 차세대 음극재 연구가 진행되고 있는데요, 이 연구에서 그래핀이 핵심적인 역할을 하고 있습니다.

 

실리콘은 흑연보다 10배 이상 많은 리튬 이온을 저장할 수 있어서 배터리 용량을 획기적으로 늘릴 수 있는 소재입니다. 하지만 실리콘은 충·방전 과정에서 부피 팽창에 따른 깨짐 현상이 있어 배터리 수명을 단축시키는 문제가 있는데요,

 

그러나 여기에서! 전도성, 기계적 강도, 유연성이 뛰어난 그래핀을 적용하게 되면 이러한 배터리 용량과 안정성 문제를 효과적으로 제어할 수 있습니다. 실리콘 음극재에 그래핀을 적용하면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있습니다.

 

*실리콘 팽창 완화 → 그래핀의 높은 강성과 유연성이 실리콘의 부피 팽창을 조절해 배터리 수명을 연장시킵니다.

*전도성 향상 → 그래핀은 전기 전도성이 뛰어나 배터리의 충전 속도를 빠르게 향상시킵니다.

*내구성 증가 → 실리콘과 그래핀 복합체를 활용하면 전극의 내구성이 증가하여 충·방전 효율 극대화시킵니다.

 

이처럼 그래핀을 기반으로 한 음극재는 그래핀의 뛰어난 전기전도성으로 인해 전하 이동 속도가 빠르고 용량이 크고 수명이 길어서, 배터리의 성능을 획기적으로 개선할 수 있습니다. 전자의 이동 속도가 매우 빠른 그래핀을 이용하면 배터리의 충전 속도가 향상될 수 있고, 기존의 리튬 이온 배터리보다 더 많은 충·방전 사이클을 견딜 수 있어서 배터리의 수명이 길어집니다.

 

그래서 저희 씨이비비과학에서는 자사가 개발한 K그래핀을 사용하여 성능이 우수한 실리콘-그래핀 복합 음극재를 제작하고 있습니다.

 

 

그래핀 전문기업 씨이비비과학은 산화 그래핀이나, 환원-산화 그래핀 같은 그래핀 기반 제품뿐만 아니라, 질화붕소액과 같은 다양한 소재를 판매하고 있습니다.

 

K그래핀(씨이비비과학)은 고객사의 니즈에 맞는 맞춤형 그래핀을 제작하여 다양한 분야에 활용될수 있는 “분산화-복합화-제조 및 양산“을 제대로 갖추고 있습니다.

 

K그래핀(씨이비비과학)을 활용해 자사의 부품개발에 테스트해 보거나, 다양한 소재와 결합해 보고 싶은 분들은 아래의 연락처로 연락주세요!

 

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