CNT(Carbon Nanotube)는 탄소 나노 튜브로 불리며 독특한 구조적, 전기적 특성을 지니고 있기 때문에 리튬 이온 배터리와 같은 이차전지의 차세대 소재로 알려져 있습니다. 일반적으로 CNT를 도전재로 첨가하여 섞어서 사용하게 배터리 성능을 향상시킬 수 있습니다.
CNT(Carbon Nanotube) 도전재 특징
이차전지의 대표적인 리튬 이온 배터리는 일반적으로 배터리 양극의 도전재를 카본블랙으로 사용합니다. 도전재란 양극과 음극사이에서 이온의 확산과 전자의 이동을 활성화시키는 역할을 하는데, 이때 카본블랙 대신에 카본나노뉴브(CNT)를 첨가하게 되면 전자의 이동 통로를 효과적으로 만들어지기 때문에 더 적은 양의 도전재로도 큰 효율을 낼 수 있습니다.
CNT(카본나노튜브) 특징
- 전기 전도도는 구리와 유사 수준의 성능을 발휘합니다.
- 강도 또한 일반 철보다 100배 이상의 강도를 지니고 있습니다.
- 열전도도는 다이아몬드의 2배 정도 높습니다.
결국 리튬이온, 전자들이 이동하면서 충전과 방전을 하게 되는데 이때 카본나노튜브 도전재를 사용해서 더 견고한 전자 이동 통로를 만들어줌으로써 기존 이차전지 대비 배터리 효율을 30%가량 높일 수 있습니다.
CNT(카본나노튜브) 도전재로써 특징
전극 내 이온과 전자의 이동을 빠르고 효율적으로 높일 수 있기 때문에 충전과 방전이 빠르게 구현할 수 있습니다.
양극재에 도전재로 사용하게 되면 전기 전도도가 높기 때문에 기존 대비 약 80%가량 도전재 양을 낮추면서 유사한 성능을 구현할 수 있습니다.
CNT(카본나노튜브) 도전재의 단점
- 불순물이 없는 나노 공정의 균일한 생산성을 갖추어야 합니다.
- 생산과정 혹은 상품성에 대한 인체에 영향성 연구가 부족합니다. CNT구조는 섬유질 특성이기 때문에 석면 섬유와 유사한 점이 있습니다. 따라서 잠재적으로 인체에 어떠한 영향이 있는지 많은 연구가 필요합니다.
최근에는 그래핀과 CNT를 복합적으로 사용하여