아이엘 송성근 의장, 초고니켈 양극재 논문 국제학술지 실려

SCIE 등재 국제학술지 '배터리즈' 게재
가천대 차세대 스마트에너지융합 박사과정 중

[파이낸셜뉴스] 아이엘 송성근 의장이 공동 제1저자로 참여한 초고니켈 배터리 양극재 연구논문이 국제학술지에 게재됐다. 송 의장은 현재 가천대 차세대스마트에너지융합 전공 박사 과정에 재학 중이다.

19일 관련 업계에 따르면 SCIE 등재 국제학술지 '배터리즈(Batteries)'에 반영된 이번 논문은 니켈 94%, 코발트 6% 조성 양극재(LNCO)를 대상으로, 고분자 물질 'PVA(Polyvinyl Alcohol)'의 분자량과 소성 온도가 결정구조 및 전기화학적 성능에 미치는 영향을 분석했다.

송 의장을 포함한 연구진은 저분자량·고분자량 PVA와 650도·750도 소성 조건을 조합한 네 종류의 양극재를 비교했다. 그 결과 고분자량 PVA를 적용해 650도에서 소성한 'HMW-650' 시료가 연구 대상 가운데 가장 높은 초기 방전 용량, 장기 충·방전 용량 유지율을 나타냈다.

실험은 리튬 금속을 상대 전극으로 사용한 'CR2032' 코인형 하프셀에서 진행했다. 60도, 2.7~4.2V 조건에서 평가했다. 그 결과, 비교 시료인 'HMW-750'의 200회 충·방전 후 용량 유지율은 82.62%였다.

송 의장은 "이번 연구를 통해 고니켈 양극재 성능이 단순한 소성 온도 상승보다 PVA 분자량과 열처리 조건의 복합적인 최적화에 좌우된다는 점을 확인할 수 있었다"라고 밝혔다.

고에너지밀도 배터리 소재는 △휴머노이드 로봇 구동시간 △전기차 주행거리 △ESS 에너지 저장 효율 등과 관련한 핵심 연구 분야로 꼽힌다. 이번 결과는 초고니켈·저코발트 양극재 합성과 성능 최적화에 관한 기초 연구로 향후 산업용 배터리 소재 설계 연구에 활용될 전망이다.

송 의장은 "다만 논문의 수치는 액체 전해질을 사용한 리튬이온배터리 하프셀 평가 결과로, 전고체 배터리 완성 셀이나 휴머노이드 로봇과 전기차, ESS 등에 탑재된 상용 배터리의 성능을 직접 검증한 것은 아니다"라고 말했다.

앞서 아이엘은 3차원(3D) 프린팅 기반 배터리 제조기술과 소형 전고체 배터리용 박막·후막 하이브리드 제조기술 관련 추진 현황을 발표했다. 이번 국제학술지 게재는 해당 전고체 기술 검증과 구별되는 고니켈 양극재 분야 학술 성과로, 아이엘이 주목하는 휴머노이드 로봇과 미래 모빌리티 에너지 기술 연구 범위를 보여주는 대목이다.

송 의장은 "휴머노이드 로봇과 전기차, ESS 산업이 성장할수록 에너지밀도와 충·방전 안정성을 함께 높이는 소재 연구 중요성 역시 커진다"라며 "이번 연구는 초고니켈 양극재 합성 조건과 성능 간 관계를 실험 수치로 확인했다는 점에서 의미가 있다"고 말했다.

이어 "박사 과정 연구를 통해 축적한 기술적 이해를 바탕으로 휴머노이드 로봇과 에너지, 인공지능(AI) 운영 데이터가 연결되는 미래 모빌리티 분야 가능성을 지속적으로 살펴볼 것"이라고 덧붙였다.

[email protected] 강경래 기자