전구체 단계부터 ’기능성 독립 기공 구조‘ 도입
양산성 우수, 주행거리 20%↑, 사이클수명 60%↑

윤성훈 중앙대학교 융합공학부 교수와 김영민 성균관대학교 에너지과학과 교수 공동 연구팀은 ‘4.5V급 고전압 삼원계 하이니켈 양극활물질’의 비용량과 사이클 수명을 획기적으로 개선시킨 '기능성 독립 기공 구조'를 가진 삼원계 하이니켈 양극활물질을 세계 최초로 개발했다고 28일 밝혔다.

연구팀이 개발한 기술은 ‘간헐 침전 전구체 제조 신 공정‘으로 전구체 단계부터 ’기능성 독립 기공 구조‘를 입자 내에 설계 및 도입시켜 성능을 획기적으로 개선시켰다.

특히 뛰어난 성능 개선에도 기존의 공침 반응기를 그대로 사용해 만든 신 공정으로 양산성이 우수하고 기술 적용에 의한 제조비용이 기존과 거의 유사해 조기 상용화도 기대된다.

연구팀 연구 결과에 따르면 기존 기술 대비 비용량이 크게 향상됐으며 고전압 양극활물질의 고질적 문제인 사이클 수명이 기존 소재보다 상당히 우수해 본 소재가 적용된 배터리 팩이 배터리 전기차에 적용됐을 시 1회 충전 주행거리가 20% 이상 향상되고, 사이클 수명도 60% 이상 향상돼 고전압 삼원계 하이니켈 양극재 중 드물게 실용화에 근접한 소재로 평가받는다.

이 연구결과는 화학소재 및 공학관련 권위지인 ’화학공학 저널‘(Chem. Eng. Journal, IF =16.744)에 게재됐다. 연구는 한국연구재단 중견 핵심 연구과제 지원을 받았다.