한양대학교 에너지공학과 선양국 교수 연구팀이 경쟁국의 추격을 압도할 수 있는 초고성능 차세대 양극소재 개발에 성공했다. 

하이니켈 소재의 표면에서 발생하는 다양한 부반응들은 소재를 직접적으로 열화시키고 ‘잔류리튬’을 형성시켜 배터리의 안정성을 하락시킨다. 이러한 문제점들을 해결한 초격차 양극소재를 개발하기 위해 획기적인 표면처리 기술을 해결책으로 제시하였다. 일반적으로 하이니켈 소재는 표면의 잔류리튬을 제거하기 위해 물에 세척하는 과정을 거치는데, 연구팀은 세척 과정에서 잔류리튬을 제거함과 동시에 양극소재의 표면을 보호하기 위한 전이금속 코팅층을 수 나노미터 수준으로 형성시켰다. 또한 전이금속 코팅층 바깥에 ‘리튬 무기화합물(LiF)’을 추가로 형성시켜 배터리 사용 도중 전해액과 부반응을 억제하여 양극소재의 안장성을 대폭 향상시켰다.

연구팀의 신개발 양극소재를 활용하면 1회 충전 시 700~800 km 주행이 가능하며 20년 이상 사용할 수 있는 전기차 배터리를 생산할 수 있다. 이는 아직까지 학계에 보고되지 않은 세계 최고 수준의 성능과 안정성을 최초로 구현한 것이다. 

선양국 교수는 “차세대 배터리 시장을 선점할 수 있는 핵심 기술로 자리 잡을 것”이라며 “우리나라가 차세대 배터리 시장을 주도할 수 있도록 압도적인 성능의 소재 개발을 위해 끊임없이 연구를 이어가겠다”고 밝혔다. 이번 연구는 높은 학술적 가치를 인정받아 에너지 분야의 세계 최고 권위 학술지 ‘네이처 에너지(Nature Energy IF: 56.7)’에 게재됐다.

[관련 논문] https://www.nature.com/articles/s41560-023-01403-8

[2023.11.21. 한국강사신문] 한양대학교 선양국 교수, 리튬배터리용 초격차 양극소재 기술 개발

https://www.lecturernews.com/news/articleView.html?idxno=140835 

[2023.11.20. 동아사이언스] "1회 충전으로 700~800km 주행" 선양국 교수 '초격차 양극소재' 개발 

https://www.dongascience.com/news.php?idx=62533 

[2023.11.20. 교수신문] 한양대 선양국 교수, 리튬배터리용 초격차 양극소재 기술개발 

https://www.kyosu.net/news/articleView.html?idxno=112423 

[2023.11.20. 매일일보] 한양대 선양국 교수, 리튬 배터리용 양극소재 기술 개발 

https://www.m-i.kr/news/articleView.html?idxno=1067994 

[2023.11.17. The JoongAng] 선양국 교수팀 '차세대 양극재기술' 국제학술지 게제 

https://www.joongang.co.kr/article/25207981#home