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Nikkei X-TECH_2021.6.24

알루미늄 이온 배터리 급 유망주로
호주 GMG, 연내에 제품 샘플 제공

호주 Graphene Manufacturing Group(GMG)은 21년 6월 22일, 호주 퀸즐랜드대학교(UQ)와 공동으로 개발한 코인형 알루미늄(Al) 이온 2차전치(AIB)의 충방전 사이클 데이터의 일부를 공개했다. 동시에 가까운 미래에 제품화를 목표로, 평가용 샘플 제공을 2021년 말까지 시작한다고 발표했다.

GMG는 천연가스를 바탕으로 한 그래핀을 제조하는 업체다. 그 응용처 중 하나로서 AIB를 퀸즐랜드대학교와 개발하고 있다. 그래서 GMG는 이번 AIB를 ‘Graphene Enhanced AIB(G＋AI Battery)’라고도 부른다. 그 코인형 AIB의 특징은 초급속 충방전에 뛰어나고, 사이클 수명이 길다는 것이다.

호주의 연구기관 Australian Institute for Bioengineering and Nanotechnology(AIBN)의 측정에 따르면, AIB의 중량 에너지 밀도는 150～160 Wh/kg으로, 차량탑재용 리튬(Li) 이온 2차전치(LIB)의 60% 정도로 그렇게 높지 않다. 그러나 출력 밀도는 최대 7kW/kg으로, 일반적인 LIB의 10배 전후다. 충전 레이트는 12～60C, 즉 1～5분으로 단시간에 풀 충전이 가능하다고 한다.

-- 6분 이하의 초급속 충전에서도 3,000회 이상 회전 --
충방전 사이클 수명에 대해 지금까지는 2,000회 이상이라고 발표했지만 이번에는 보다 상세한 데이터를 공개했다.

데이터에 따르면, 10C(1회 방전 또는 충전이 각 6분)에 AIB의 충방전 사이클을 1,000회까지 반복한 경우는, 정극(캐소드)의 용량 밀도가 약 200mAh/g였다. 그 후에 전류를 30C(동 각 2분)로 2.5배로 높이면, 용량 밀도는 약 150mAh/g으로 다소 떨어졌다. 단, 전류를 66C(동 각 1분 미만)로 더 높여도 용량밀도는 약 150mAh/g 그대로였다. 충방전 사이클을 총 3,000회까지 반복해도 충방전 자체에 의한 용량 저하는 거의 없었다고 한다.

AIB의 정극이나 부극(애노드), 전해질 등의 재료나 구성에 대해 GMG는 거의 공개하지 않고 있다. 그래핀에 대해서는 “그래핀에 구멍을 다수 뚫어 전극에 이용하고 있다”라고 공개, 그 이외는 구체적으로 어떻게 이용하고 있는지는 밝히지 않았다.

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