부경대 오필건 교수, 리튬이차전지 안정성 확보 연구 제시

국립부경대학교 나노융합공학과 오필건 교수팀이 리튬이차전지 안정성 확보를 위한 코팅법 연구를 최근 재료 분야의 세계적 학술지 ‘Small’(Wiley, IF 15.153)에 게재했다고 5일 알렸다.

부경대 오필건 교수는 엠블턴 톰 제임스 박사과정생과 함께 진행한 이번 연구에서 Ni(니켈)계 layered 양극 소재 표면 안정화를 위한 코팅 연구 결과를 발표해 성과를 인정받았다.

부경대에 따르면 최근 대형 리튬이차전지 시장이 확대되면서 고에너지, 고안정성을 목표로 고용량 특성에 따른 리튬이차전지 양극 소재의 열화 안정성 확보를 위한 연구가 주요 관심사이다.

현재 리튬이차전지에는 Ni(니켈)계 layered 양극재가 가장 많이 사용되는데 이 양극재는 대기 중 이산화탄소, 수분과 반응해 표면 구조를 열화시키고 잔류 리튬을 형성하는 등 이차전지 용량과 수명을 저하하는 문제가 있다.

부경대 나노융합공학과 오필건 교수(왼쪽), 엠블턴 톰 제임스 박사과정생.

오필건 교수 연구팀은 이 양극 소재 표면에 코팅 공정을 적용해 소재와 전해액의 직접적인 접촉을 막는 방식으로 전기화학적, 물리적 안정성을 부여했다.

연구 결과 코팅 공정을 한 양극 소재는 고온 다습한 환경의 노출에도 견디고 산업 현장에서 하이니켈 양극재 보관과 운송, 이차전지 제조과정에서도 소재의 열화를 최소화하는 것으로 나타났다.

오 교수는 “이번 연구는 기존 상용화 양극 소재의 성능을 극대화하는 연구로서 의의가 있다”며 “현재의 이차입자 형태 소재를 단입자화하는 연구와 폐 양극 소재를 열처리해 재사용하는 다이렉트 리사이클링 연구에도 정부·기업의 투자가 필요하다”고 말했다.

이번 연구는 오필건 교수 연구팀이 2020년 선정된 연구재단 기초연구실 사업과 2022년 시작된 ‘한국에너지기술평가원의 저탄소 순환을 위한 폐약극 업사이클링 재제조혁신 기술개발’ 과제의 지원을 받아 진행됐다.

영남취재본부 황두열 기자 bsb03296@asiae.co.kr