DGIST, 전기차 주행거리 1천km 시대 열어…고용량·고안전성 양극소재 개발

DGIST 박경수‧가천대 박광진 교수 공동연구팀, 세계적 학술지 'ACS Nano'에 게재

대구경북과학기술원(DGIST) 화학물리학과 박경수 교수. DGIST 제공.

대구경북과학기술원(DGIST) 화학물리학과 박경수 교수 연구팀은 가천대 박광진 교수팀과 공동연구를 통해 전기차 배터리의 핵심 부품인 양극재를 한 단계 더 발전시키는 등 전기차 주행거리 1천km 시대를 열었다.

이번 연구팀의 성과는 고용량·고안전성 리튬이온 배터리 소재 개발을 위한 새로운 지평을 열 수 있을 것으로 학계는 기대하고 있다.

5일 DGIST에 따르면, 공동연구팀은 니켈리치 NCM 양극소재의 성능 저하와 가스 발생 원인을 정밀하게 분석해 낮은 초기 충전 전압에서 표면에 나노 크기의 공극이 형성되며, 이로 인해 배터리 성능이 저하된다는 사실을 밝혀냈다.

이를 통해 연구팀은 기존의 복잡한 도핑이나 표면 처리 공정을 사용하지 않고도 초기 활성화 충전 전압을 높이는 간단한 방법으로 양극재의 구조적 붕괴를 방지할 수 있음을 입증했다. 초기 전압을 높게 설정하면 양극재의 구조가 안정적으로 유지되며, 나노 균열이나 성능 저하를 방지할 수 있었다고 연구팀은 설명했다.

DGIST 박경수 교수는 "이번 연구는 지금까지 불분명했던 니켈리치 양극소재의 성능저하 원인을 원자수준까지 규명하고, 이를 통해 양극소재의 고용량과 고안전성을 용이하게 확보할 수 있는 새로운 방안을 제시한 데 의의가 있다"며 "이를 기반으로 전기차 주행거리 1천km 시대를 여는 차세대 리튬이온 배터리 개발에 기여하겠다"고 말했다.

한편, 이번 연구는 한국연구재단 중견연구자 지원사업의 지원을 받아 수행됐으며, 연구 결과는 세계적 학술지 'ACS Nano' 1월 온라인에 게재됐다.