한양대 선양국 교수, 전고체전지 상용화 앞당길 양극 소재 개발

한양대학교는 선양국 에너지공학과 교수(사진) 연구팀이 전고체전지(All-Solid-State Battery)의 성능 저하 메커니즘을 규명하고 이를 극복할 수 있는 새로운 양극 소재 기술을 개발했다고 28일 밝혔다.

전고체전지는 고체 전해질을 사용해 발화·폭발 위험을 원천적으로 차단한 차세대 배터리 기술로 주목받고 있다. 연구팀은 니켈 함량 증가에 따른 성능 저하 요인을 정량적으로 분석한 결과 니켈 함량이 80% 이하일 때는 계면 손상이 주된 원인이었으나 90% 이상에서는 미세 균열과 전해질 접촉 저하가 더욱 심각한 문제로 작용해 충·방전 과정에서 성능이 급격히 저하된다는 점을 규명했다.

연구팀은 이를 위해 △코팅을 통한 양극-전해질 계면 안정성 강화 △막대형 1차 입자의 방사형 배열 구조 적용을 통해 충·방전 시 발생하는 변형을 극복하는 방식을 도입했다. 이번 연구 결과는 세계 최고 권위의 에너지 분야 학술지인 ‘네이처 에너지’에 발표됐다. 연구는 하이니켈 양극 소재를 전고체전지에 효과적으로 사용할 수 있는 새로운 방안을 제시했다는 점에서 의미가 있다. 특히 기존 하이니켈 양극 소재의 표면 및 구조적 불안정성 문제를 해결함으로써 전고체전지의 상용화를 앞당기는 데 기여할 것으로 기대된다.

변선진 기자 sj@asiae.co.kr