낮은 온도서 합성하는 배터리 음극재 기술 개발

[이데일리 강민구 기자] 한국연구재단은 임원빈 한양대 교수 연구팀이 수증기를 이용해 음극재 소재를 낮은 온도에서 합성하는 기술을 개발했다고 6일 밝혔다.

임원빈 한양대 교수.(사진=한양대)

음극재는 저장한 리튬이온을 방출하면서 전기를 발생시킨다. 배터리 핵심소재 중 하나로 배터리의 용량이나 수명을 좌우한다.

기존 고상 음극재 합성법은 열처리 온도가 높아 많은 에너지 소비를 해야 하고, 소재 형상을 제어하는 데 어려움이 있었다. 형상을 제어하기 쉬운 액상 합성법 연구도 이뤄졌지만, 증류수나 유기용매를 많이 써야 했다.

이에 연구팀은 고상 원료에 수증기를 뿌린 후 균일한 입자 크기와 형상의 음극재를 합성하는 초미세 액상반응을 설계했다.

독성이 있는 용매 대신 적은 양의 수증기로 낮은 온도에서 합성하도록 해 고온 합성공정에 따른 환경오염과 비싼 재료 사용을 줄였다.

임원빈 교수는 “온도가 낮은 초미세 액상반응법은 리튬 배터리 음극재에 우수한 표면제어와 전기 화학적 성능 향상을 보여줄 수 있다”며 “다양한 에너지 저장재료에 친환경적 합성법으로 폭넓게 응용할 수 있다”고 말했다.

연구 결과는 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’에 지난 달 25일자로 게재됐다.