이차전지 양극소재 수명 2배 이상 늘려…국내외 연구팀 개발

"앞으로 전기차 가격 낮추고, 주행거리 획기적으로 늘릴 수 있어"

이차전지 양극 소재로 사용되는 니켈산리튬(LNO) 수명을 2배 이상 늘리는 기술이 개발됐다.

포항공대(포스텍)는 박규영 철강·에너지소재대학원 교수가 미국 노스웨스턴대 연구팀과 공동연구를 통해 LNO 소재에 얇은 막을 덧씌워 수명을 늘리는 기술을 개발했다고 7일 밝혔다.

LNO 소재는 리튬이온 이차전지 양극 소재인 리튬코발트산화물(LCO)에서 코발트를 니켈로 대체한 것이다.

양극은 이차전지에서 주로 용량과 사용시간을 좌우한다.

양극 소재에 코발트 대신 니켈을 사용하면 가격을 20% 이상 낮추고 에너지 밀도를 30% 이상 높일 수 있다.

밀도가 높을수록 에너지를 많이 담을 수 있어 전지 용량이 늘어난다.

문제는 LNO 소재가 수명이 짧다는 점이다.

이 때문에 이 소재는 그동안 상용화되지 못했다.

연구팀은 LNO 소재를 사용할 때 표면에서 산소가 발생한다는 사실에 주목했다.

산소가 입자 구조를 뒤틀리게 해 소재 수명이 짧아진다는 것이다.

이에 연구팀은 '꿈의 소재'로도 잘 알려진 그래핀을 덧씌워 산소 발생을 차단해 수명을 2배 이상 늘리는 데 성공했다.

이번 연구 성과는 세계적 학술지인 '어드밴스트 머티리얼스' 표지 논문으로 최근 선정됐다.

박규영 교수는 "이 연구성과를 활용하면 코발트를 없앤 LNO 소재 상용화를 앞당길 수 있어 앞으로 전기차 가격을 낮추고 주행거리를 획기적으로 늘릴 수도 있다"고 설명했다.

/연합뉴스