윤성훈·김영민 교수 연구팀, 세계최초 차세대 양극소재 개발

삼원계 하이 니켈 양극 활물질 개발…전기차 충전 주행 거리 20% 향상

국내 연구진이 비용량과 사이클 수명을 획기적으로 개선시킨 양극소재를 세계 최초로 개발했다.

윤성훈 중앙대학교 융합공학부 교수와 김영민 성균관대학교 에너지과학과 교수 공동 연구팀은 ‘기능성 독립 기공 구조를 가진 삼원계 하이 니켈 양극 활물질’을 개발했다고 7일 밝혔다.

윤 교수 연구팀이 개발한 기술은 ‘간헐 침전 전구체 제조 신 공정‘으로 전구체 단계부터 ’기능성 독립 기공 구조‘를 입자 내에 설계 도입해 성능의 획기적 개선을 성공적으로 얻어냈다. 

윤성훈 중앙대 융합공학부 교수

뛰어난 성능 개선에도 기존의 공침 반응기를 그대로 사용해 만든 신 공정이다. 양산성이 우수하고 기술 적용에 의한 제조비용이 기존과 거의 유사한 기술로 조기 상용화가 기대된다는 평가다. 

연구 결과에 따르면, 기존 기술 대비 비용량이 크게 향상된 데 더해, 본 소재가 적용된 배터리 팩이 배터리 전기차에 적용됐을 때 1회 충전 주행 가능거리가 20% 이상 향상될 것으로 기대된다. 

사이클 수명도 60% 이상 향상돼 고전압 삼원계 하이 니켈 양극재 중 드물게 실용화에 근접한 소재로 평가할 수 있다. 이 연구결과는 화학소재 및 공학관련 권위지인 ’화학공학 저널‘(Chem. Eng. Journal, IF =16.744)에 게재승인 받았다. 본 연구는 한국연구재단 중견 핵심 연구과제의 지원으로 얻어진 성과다.