SITE MAP

이번 기술 개발에는 포스텍 배터리공학과·화학공학과 조창신 교수, 배터리공학과 박사과정 오지웅 학생, 중앙대 융합공학부 윤성훈 교수 연구팀이 참여했다. 

연구팀이 개발한 이 기술은 양극재 내부 도판트 위치 제어 기술을 통해 배터리 수명을 5배 이상 늘릴 수 있는 신기술이다.

이 연구는 전기차 시장에서 저렴하고 효율적인 대안으로 주목받으며, 최근 재료과학 국제 학술지 ‘머티리얼즈 투데이(Materials Today)’에 게재됐다.

전기차가 보편화되면서 배터리의 ‘지구력’이 중요해졌다. 한 번 충전으로 더 멀리 가고, 몇 년이 지나도 튼튼한 배터리가 필요하지만 기존 배터리 소재는 수명에 한계가 있었다.

특히, 비싼 코발트를 줄이고, 니켈 함량을 높인 ‘고니켈 무코발트 양극재’는 가격 면에서는 유리하지만 오래 쓰기에는 무리가 있었다.

연구팀은 이처럼 수명이 짧아지는 근본적인 원인으로 배터리는 충전과 방전을 반복할수록 안쪽 구조가 조금씩 무너진다는데 주목했다. 

이는 배터리 내부 원자들이 배열된 구조가 틀어지면서 작은 균열이 생기고, 결국은 전체 구조가 손상되기 때문. 이런 변형으로 인한 수명 저하는 ‘c-축 격자 왜곡(c-lattice distortion)’이라고 불린다.

이번 연구에서 연구팀은 ‘유기 계면활성제’를 활용한 새로운 합성법을 개발했다. 핵심은 지르코늄 이온을 양극재의 가장 작은 입자 내부까지 고르게 퍼지게 한다.

조창신 교수는 “이번 기술은 고가의 코발트를 사용하지 않으면서도 안정적으로 작동하는 차세대 양극재 개발에 새로운 방향을 제시한다”라며 

“국산 전기차 배터리 소재의 경쟁력을 높이는 데 도움이 될 것”이라고 설명했다.

한편, 이번 연구는 한국연구재단 우수신진연구, 한국에너지기술평가원 에너지국제공동연구사업, 한국산업기술진흥원 배터리특성화대학원 과제의 지원을 받아 수행됐다.