그래핀볼(Graphene Ball)은 그래핀을 규소, 산소와 결합하여 팝콘 형태로 만든 배터리 신소재로 삼성전자 종합기술원이 개발했다. 그래핀 볼 소재로 배터리 제작 시 기존 리튬이온전지보다 충전용량은 45% 향상되고, 충전속도는 5배 이상 빨라진다.
기존 배터리는 고속충전 기술을 사용하더라도 완전 충전에 1시간 가까이 걸렸지만, 그래핀볼 소재를 사용한 배터리는 12분이면 완전히 충전할 수 있다. 또한 전기차용 배터리가 요구하는 온도 기준인 60 ℃까지 안정성을 유지할 수 있다.
그래핀은 흑연에서 벗겨낸 얇은 탄소 원자 막으로 물리·화학적 안정도가 높아 배터리, 디스플레이 등의 분야에서 주목 받고 있는 신소재다. 구리보다 100배 이상 전기가 잘 통하고, 실리콘보다는 140배 이상 전자를 빠르게 이동시킬 수 있어 배터리로 활용 시 급속 충전이 가능한 이상적 소재로 꼽힌다.
기술원은 이와 같은 그래핀의 장점을 배터리 분야에 활용하고자 연구하던 중 저렴한 실리카(SiO₂, 이산화규소)를 이용해 그래핀을 팝콘과 같은 3차원 입체 형태로 대량 합성하는 원리를 밝혀냈다.
이와 같은 과정을 통해 발견한 그래핀볼을 리튬이온 배터리의 양극 보호막과 음극 소재로 활용한 결과, 충전용량이 늘어나고 충전시간을 단축시키는 결과를 얻게 됐다. 뿐만 아니라 고온 안전성까지 확보하는 결과를 얻었다.
1991년에 최초로 상용화된 리튬이온 배터리가 모바일 기기와 전기차 등으로 용도가 확대되며 성장해 왔지만, 용량과 충전시간 등에 대한 성능 개선이 한계에 이르며, 이에 대한 대안이 요구돼 왔다.
삼성전자 역시 이를 개선하고자 노력하던 중 그래핀 볼 개발이라는 성과를 거둬 배터리 분야의 차세대 신소재로 활용될 수 있을 것으로 기대하고 있다.
삼성SDI와 서울대학교 화공생물공학부 최장욱 교수팀이 공동으로 참여한 이번 연구는 과학저널 ‘네이처 커뮤니케이션즈’(Nature Communications) 온라인에 ‘그래핀 볼을 이용한 고속충전 및 고용량 리튬이온전지 구현’이라는 제목으로 게재됐다.
- 그래핀
흑연에서 벗겨낸 얇은 탄소 원자막. 물리•화학적 안정도가 높아 배터리, 디스플레이 등에서 신소재로 각광 받고 있다. 구리보다 100배 이상 전기가 잘 통하고, 실리콘보다는 140배 이상 전자를 빠르게 이동시킬 수 있어 급속 충전용으로 이상적인 소재로 꼽힌다.
참고자료[편집]
- 〈삼성전자, 충전 속도 5배 빠른 배터리 원천 기술 확보〉, 《삼성뉴스룸》, 2017-11-27
- 김기성 기자, 〈삼성전자, 그래핀볼 개발 성공…‘꿈의 배터리’ 나올까?〉, 《그린포스트코리아》, 2017-11-27
- 백성요 기자, 〈삼성전자, 리튬이온전지보다 충전용량 45%·충전속도 5배 이상 빠른 배터리 소재 '그래핀볼' 개발〉, 《녹색경제신문》, 2017-11-27
같이 보기[편집]
|
 이 그래핀볼 문서는 소재에 관한 글로서 검토가 필요합니다. 위키 문서는 누구든지 자유롭게 편집할 수 있습니다. [편집]을 눌러 문서 내용을 검토·수정해 주세요.
|
| 산업 : 산업, 산업혁명, 기술, 제조, 기계, 전자제품, 건설, 유통, 서비스, 에너지, 전기, 소재 □■⊕, 원소, 환경, 직업, 금융, 금융사
|
|
|
| 소재
|
감광재 • 경화제 • 그래핀볼 • 금박 • 금속 • 금속재료 • 기름 • 나노소재 • 나프타 • 내화재 • 단열재 • 단일소재 • 도금 • 도전재 • 도체 • 동박 • 마감재 • 마찰재 • 막 • 매질 • 무기재료 • 바닥재 • 박막 • 반도체 • 방부제 • 방음재 • 방진재 • 방청제 • 벽지 • 보강재 • 보온재 • 복합소재 • 부도체 • 부산물 • 부식 • 부자재 • 불순물 • 살균제 • 소재 • 쇠붙이 • 수용액 • 시료 • 신소재 • 알루미늄 호일 • 에어로겔 • 엑소일렉트로겐 • 연마재 • 외장재 • 용매 • 용액 • 용융염 • 용질 • 원료 • 원소재 • 원자재 • 원재료 • 유기재료 • 유체 • 융해 • 은박 • 은박지 • 잉곳 • 자성체 • 자원 • 자재 • 재료 • 재질 • 전고체 • 전구체 • 절연체 • 접착제 • 접합재 • 접합제 • 제진재 • 주괴 • 중간재 • 증기 • 증착 • 차음재 • 천연소재 • 천연자원 • 천장재 • 철스크랩 • 첨가제 • 초전도체 • 촉매 • 컴파운드 • 코르크 • 코팅 • 쿠킹호일 • 탄소소재 • 페인트 • 포장재 • 폭발물 • 피복 • 피복재 • 호일(포일) • 흡음재
|
|
|
| 암석
|
간석기(마제석기) • 곡옥 • 골재 • 광물 • 광석 • 규암 • 다이아몬드 • 대리석 • 돌 • 돌멩이 • 뗀석기(타제석기) • 마그마 • 모래 • 바위 • 벽돌 • 변성암 • 보석 • 비취 • 사암 • 석고 • 석기 • 석영(수정) • 석재 • 석회 • 석회암 • 세라믹 • 셰일(혈암) • 쇠 • 수성암 • 스테인리스강 • 시멘트 • 심성암 • 아스콘 • 암석 • 역암 • 오석 • 오일셰일(함유셰일, 유혈암) • 오팔 • 옥 • 용암 • 운석 • 원석 • 유리 • 이암 • 인광석 • 자갈 • 자수정 • 점토(찰흙) • 준광물 • 지하자원 • 진흙 • 철광석 • 철기 • 철재 • 청금석 • 청동기 • 콘크리트 • 토사 • 퇴적암 • 편마암 • 편암 • 현무암 • 화강암 • 화산암 • 화성암 • 흑요석 • 흙 • 희토류
|
|
|
| 섬유
|
가죽 • 거위털(구스다운) • 거즈 • 고급가죽 • 고무줄 • 광목 • 광물섬유 • 광섬유 • 극세사 • 금속섬유 • 기모 • 깃털 • 끈 • 나노셀룰로스 • 나일론 • 나파가죽 • 낙타털 • 네오프렌 • 노르디코 • 누비 • 능직 • 다기능성 탄소나노튜브 섬유 • 다운 • 대마 • 데님 • 동물섬유 • 돼지가죽 • 라이오셀(리오셀) • 레이온(인견) • 리넨(린넨) • 마 • 마닐라삼 • 마닐라지 • 마분지 • 말가죽 • 메쉬 • 면 • 면직물 • 면화 • 명주 • 모 • 모다크릴 섬유 • 모달 • 모시 • 모직물 • 모피 • 목재 • 목화 • 무기섬유 • 무명 • 밍크털 • 반합성섬유 • 밧줄 • 방모 • 방직섬유 • 뱀가죽 • 벨로아 • 벨벳 • 벨보아 • 보풀 • 부직포 • 비건가죽 • 비단(실크) • 비스코스 • 삼베 • 새끼줄 • 석고보드 • 석면 • 섬유 • 셀룰로스 • 소가죽 • 소모 • 솜 • 솜털 • 수자직(주자직) • 슈퍼섬유 • 스웨이드(세무) • 스판덱스 • 시어서커 • 식물섬유 • 실 • 아라미드 • 아세테이트 섬유 • 아크릴 섬유 • 악어가죽 • 알칸타라 • 암면 • 양가죽 • 양모 • 오리털(덕다운) • 옷감 • 우레탄 • 울 • 원단 • 원목 • 원사 • 유기섬유 • 유리섬유 • 인조가죽 • 잔털 • 재생섬유 • 종이 • 직물 • 짚 • 천 • 천연가죽 • 천연섬유 • 천연펄프 • 캐시미어 • 코듀로이(골덴) • 타조가죽 • 탄소섬유 • 털 • 털실 • 텐셀 • 토끼털 • 패브리칸 • 펄프 • 평직 • 프로믹스 • 플란넬 • 플리스(폴라폴리스) • 피혁 • 합성섬유 • 합판 • 혼방 • 화학섬유(인조섬유)
|
|
|
수지
(플라스틱)
|
ABS • EVA • PVC • 고무 • 공중합체 • 라텍스 • 레진 • 모노머 • 목타르 • 바이오플라스틱 • 본드 • 부틸 • 부틸고무 • 부틸테이프 • 비닐 • 비닐론(비날론) • 생고무 • 생분해성 플라스틱 • 송진 • 수액 • 수지 • 스티로폼 • 스펀지 • 시트 몰딩 컴파운드(SMC) • 실리콘 • 아스팔트 • 아크릴 • 에폭시 • 엔지니어링 플라스틱 • 염화비닐 • 천연고무 • 천연수지 • 콜타르 • 타르 • 페놀수지 • 페트(PET, 폴리에틸렌 테레프탈레이트) • 페트병 • 폴리머(중합체) • 폴리비닐알코올 • 폴리실리콘 • 폴리아미드 필름 • 폴리아크릴 • 폴리아크릴로나이트릴 • 폴리에스테르(폴리에스터) • 폴리에틸렌 • 폴리염화비닐 • 폴리염화비닐라이덴 • 폴리올레핀 • 폴리우레탄 • 폴리카보네이트 • 폴리프로필렌 • 플라스틱 • 필름 • 합성고무 • 합성수지 • 호박
|
|
|
| 위키 : 자동차, 교통, 지역, 산업, 기업, 단체, 업무, 쇼핑, 블록체인, 암호화폐, 인공지능, 개발, 인물, 행사, 일반
|
|
해시넷
