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[IT뉴스]리튬이온전지에 쓰는 희유금속, 탈중국 방법 찾다
온카뱅크관리자
조회:
61
2024-05-02 00:17:22
<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">KAIST-UNIST-加 맥길대 공동…니켈·코발트 없이 에너지 밀도 40%↑</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="HZHfEK1mzS"> <p dmcf-pid="XU0RCP7vzl" dmcf-ptype="general">(지디넷코리아=박희범 기자)우리나라와 캐나다 연구진이 니켈이나 코발트 등 희유금속을 사용하지 않고도 에너지 밀도를 40% 향상시킬 수 있는 고성능 차세대 리튬이온전지 제조 방법을 찾았다. </p> <p dmcf-pid="ZxPw3cRuph" dmcf-ptype="general">제조 비용도 저렴해 상용화되면 희유금속 탈중국이 가속화할 것으로 연구팀은 내다봤다.</p> <p dmcf-pid="5BznTeKG0C" dmcf-ptype="general">KAIST(총장 이광형)는 신소재공학과 서동화 교수 연구팀이 UNIST·캐나다 맥길대(McGill University)와 리튬이온전지 양극의 핵심 희유광물인 니켈, 코발트 없이 리튬이온전지 전극 설계에 성공했다고 1일 밝혔다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" dmcf-pid="12KaGnf5pI" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="KAIST 서동화 교수. 리튬이온전지 제조에 값싼 암명을 양극재로 쓰는데 성공했다. (사진=KAIST)" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202405/02/ZDNetKorea/20240502001725357bhkt.jpg" data-org-width="640" dmcf-mid="Y8Z8w2FO3T" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202405/02/ZDNetKorea/20240502001725357bhkt.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> KAIST 서동화 교수. 리튬이온전지 제조에 값싼 암명을 양극재로 쓰는데 성공했다. (사진=KAIST) </figcaption> </figure> <p dmcf-pid="tdROuwiB0O" dmcf-ptype="general">연구팀은 리튬이온전지 양극재로 값비싼 희유금속 대신 망간 기반의 양이온-무질서 암염(Disordered rock-salt, 이하 DRX)을 사용했다.</p> <p dmcf-pid="F7Udlxqy7s" dmcf-ptype="general">DRX 양극재는 값싸고 매장량이 풍부한 망간이나 철 등을 원료로 한다. 에너지 밀도도 1천Wh/kg로, 기존 대비 40%정도 우수하다.</p> <p dmcf-pid="3BznTeKGUm" dmcf-ptype="general">그러나 문제가 있다. DRX 양극재가 차지하는 비율이 전지에서 90%를 넘어서면 충전 성능을 크게 떨어 뜨리고, 급격한 열화현상을 보인다.</p> <p dmcf-pid="0vlzopyjFr" dmcf-ptype="general">연구팀은 이를 해결하기 위해 '도전재'로 들어가는 탄소 블랙(CB)에 주목했다. CB는 전극을 제조할 때 전자 전도도를 향상시키기 위해 넣는 탄소계 소재다.</p> <p dmcf-pid="pMQr0ke7Uw" dmcf-ptype="general">연구팀은 또 다중벽 탄소나노튜브와 고분자 소재인 'SBR/CMC'를 도전재와 바인더(전극과 전도성 물질 사이에서 접착제 역할하는 물질)로 쓸 경우 DRX 양극재의 비율을 96%까지 끌어올려도 전지 성능을 떨어 뜨리지 않는다는 것을 확인했다.</p> <p dmcf-pid="UdROuwiBuD" dmcf-ptype="general">연구팀은 " DRX 양극재 내 망간 비율은 낮추고, 낮아진 전자 전도도는 다중벽 탄소나노튜브 등으로 해결했다"며 "차세대 저가형 리튬이온전지 양극재를 제조했다"고 설명했다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" dmcf-pid="uvlzopyjFE" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="한-캐나다 연구진이 다중벽 탄소나노튜브 도전재 등을 이용해 전극 에너지밀도 등을 대폭 개선했다." class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202405/02/ZDNetKorea/20240502001726714ntwd.jpg" data-org-width="637" dmcf-mid="GB7ivRbYFv" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202405/02/ZDNetKorea/20240502001726714ntwd.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 한-캐나다 연구진이 다중벽 탄소나노튜브 도전재 등을 이용해 전극 에너지밀도 등을 대폭 개선했다. </figcaption> </figure> <p dmcf-pid="7jaWVSc63k" dmcf-ptype="general">KAIST 서동화 교수는 “상용화를 위해 풀어야 할 문제들이 아직 남아 있지만 대 중국 의존도가 높은 니켈, 코발트 등 희유 금속이 필요없다는 점에 주목해 달라"며 "리튬 인산철 양극 주도의 저가 이차전지 시장에서 우리 경쟁력을 강화하는 전환점이 될 것"으로 기대했다.</p> <p dmcf-pid="z7Udlxqy0c" dmcf-ptype="general">이 연구는 이은렬 UC버클리 박사후연구원(연구 당시 UNIST 에너지화학공학과 박사과정), 이대형 KAIST 신소재공학과 박사과정이 공동 제1 저자로 참여했다. 또, KAIST 신소재공학과 박상욱 박사과정, 김호준 석사과정이 공저자로 참여했다.</p> <p dmcf-pid="qEcX6WwM7A" dmcf-ptype="general">연구 결과는 에너지 분야 국제학술지 ‘에너지 및 환경과학(Energy & Environmental Science)’ 온라인판(3월 27일)에 공개됐다. 오프라인으로는 이 학술지 6월호 표지 논문으로 출간된다.</p> <p dmcf-pid="BTyKjzHEUj" dmcf-ptype="general">박희범 기자(hbpark@zdnet.co.kr)</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 지디넷코리아. 무단전재 및 재배포 금지.</p>
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