국민대학교 대학원 신소재공학과 대학원생 최명근 동문, 박혜지(박사과정, 지도교수 최희만) 학생들이 서울대와 미국 노스웨스턴대 연구팀과 공동연구로 ‘3D macroporous electrode and high-performance in lithium-ion batteries using SnO2 coated on Cu foam’라는 연구주제로 세계적인 학술지인 Nature 자매지 SCIENTIFIC REPORTS 6호에 논문을 게재하였다.

본 연구에서는 기존 리튬이온전지 음극소재의 낮은 용량(372mAh/g)의 한계를 극복하기 위해서 동결주조법(Freeze-casting)으로 제작한 3차원 다공성 구리폼 표면에 리튬과 반응하는 고용량 산화주석(SnO2)을 솔젤법(Sol-gel)으로 코팅하여 고용량 음극소재를 제작하였다.

제작된 3차원 다공성 구리-산화주석 음극소재는 넓은 표면적과 전해질 침투가 용이한 마이크로 크기의 방향성 있는 기공이 존재하도록 설계되었다. 그 결과, 상용 리튬이온전지의 음극소재인 탄소-구리 전극보다 2배 이상의 고용량을 보이는 것을 확인하였다. 따라서, 고용량 음극소재(SnO2)에 3차원 다공성 구조체(Cu)를 적용하여 성능을 향상시켰고 차세대 음극소재로써 충분한 가능성을 확인하는 연구 결과를 얻어서 주목받게 되었다.