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UNIST, 비싼 코발트양 줄이면서 배터리 성능 개선조재필 교수 연구팀 기술개발
간단한 공정 대량생산도 가능
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승인 2018.08.22  21:50:45
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▲ 무질서 구조의 리튬과잉 전이금속산화물(양극 소재)를 개발한 UNIST 연구진. 왼쪽부터 황재성, 조웅래, 진우영 석박통합과정 연구원과 명승준 박사.

배터리에 들어가는 원료인 코발트(Co)가 비싸지면서, 배터리 가격 문제가 주목받고 있는 가운데 UNIST 연구진이 ‘코발트 양을 줄이면서 배터리 성능을 개선하는 기술’을 개발했다.

UNIST는 에너지 및 화학공학부의 조재필(사진) 교수팀이 중대형 배터리에 적합한 양극 소재인 ‘리튬과잉 전이금속산화물’의 성능을 향상시킬 기술을 개발했다고 22일 밝혔다.

연구진은 중대형 배터리용 양극 소재(리튬과잉 전이금속산화물)의 구조를 바꿔 성능을 향상시켰다. 새 양극 소재는 표면 처리가 필요 없고, 기존보다 더 오래 쓸 수 있으며, 후공정이 단순하고, 특히 특히 코발트 함량을 기존 대비 20%까지 줄여 가격경쟁력까지 확보했다.

리튬과잉 전이금속산화물은 1그램(g) 당 250밀리암페어(mAh)가 넘은 전기 에너지를 담을 수 있다. 현재 알려진 양극 소재 중에서 방전 용량이 가장 큰 것이라 전기차 등에 적합한 양극 소재로 각광받고 있다. 하지만 기존 리튬과잉 전이금속산화물은 지속적인 충전과 방전 과정에서 작동 전압이 급격히 감소하는 단점이 있었다.

   
▲ 조재필(사진) 교수

연구진은 리튬과잉 전이금속산화물의 미세구조를 바꿔 이 한계를 극복했고 그 결과 만들어진 ‘무질서 구조의 리튬과잉 전이금속산화물’은 기존에 비해 전압강하율이 82% 줄어들었다. 현재 주요 양극 소재로 사용되는 물질에 비해 용량도 20% 이상 늘어났다.

조재필 교수는 “리튬과잉 전이금속산화물의 고질적 문제를 개선했고, 공정이 간단해 대량생산도 가능하다”며 “저가형 고에너지 밀도 소재로써 중대형 ESS에 성공적으로 적용이 가능할 것으로 보고 있다”고 말했다.

이번 연구는 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 8월16일자 온라인판에 게재됐다. 김봉출기자 kbc78@ksilbo.co.kr

경상일보, KSILBO

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