한양대 선양국 교수 연구팀이 전고체전지의 성능 저하 원인을 규명하고, 이를 극복할 하이니켈 양극 소재를 개발했다. 연구 결과는 ‘네이처 에너지(Nature Energy)’에 게재됐다.
전고체전지는 고체 전해질을 사용해 발화·폭발 위험이 없는 차세대 배터리다. 하지만 니켈 함량이 높을수록 계면 손상, 미세 균열, 전해질 접촉 저하 문제가 발생해 성능이 급격히 저하된다.
연구팀은 이를 해결하기 위해 양극-전해질 계면 안정화 코팅과 방사형 배열 구조를 적용한 신규 양극 소재를 개발했다. 이를 적용한 전고체전지는 저압에서도 높은 에너지 밀도와 긴 수명을 기록했으며, 전기차 적용 시 1회 충전 800km 주행, 화재 위험 최소화가 가능하다.
이번 연구는 산업통상자원부 지원을 받았으며, 논문은 「High-energy, long-life Ni-rich cathode materials with columnar structures for all-solid-state batteries」이다.
이동희 기획위원 leedh@kmib.co.kr