[IR52 장영실상] 니켈 20% 줄이고도 성능은 30% 개선 효과

현대모비스·일렉트로엠 '니켈 저함량 금속분말 연자성코어'

왼쪽부터 강석이 일렉트로엠 부장, 김태현 일렉트로엠 차장, 황득규 현대모비스 책임연구원, 이희혁 현대모비스 연구원.

플러그인하이브리드차와 전기차 등 친환경차에는 '파워 인덕터'라는 부품이 쓰인다. 파워 인덕터는 전류의 급격한 변화를 막는 전력 변환 핵심 부품으로 '니켈'이란 광물이 쓰인다. 문제는 배터리 양극재에도 니켈이 쓰이면서 가격이 치솟고 있다는 점이다.

올해 제50주차 IR52 장영실상은 현대모비스와 일렉트로엠이 수상했다. 황득규 현대모비스 책임연구원과 강석이 일렉트로엠 부장 공동 연구팀은 니켈 함량을 기존 50%에서 30%로 줄인 '니켈 저함량 금속분말 연자성 코어(RF CORE)'를 개발했다.

금속분말 연자성 코어는 파워 인덕터의 핵심 소재다. 파워 인덕터 내 구리 코일에 의해 발생되는 자기력선의 집속 및 통로 역할을 한다. 금속분말 연자성 코어의 니켈 함량은 약 50%에 이른다. 강 부장은 "니켈 가격 상승으로 니켈 저감형 금속분말 연자성 코어 개발이 필요했다"고 말했다.

금속분말 연자성 코어의 니켈 함량을 줄이게 되면 자기특성 저하가 발생한다. 전류의 급격한 변화를 막는 데 문제가 생긴다는 의미다. 연구팀은 니켈 분말 소재 분석을 진행했다. 분말 소재의 입자 형상, 크기, 분말 표면 처리 조건을 조절하면서 자기 특성을 유지할 수 있는 조건을 분석했다.

황 책임연구원은 "최적의 니켈 분말 혼합 비율을 도출했다"며 "자기 특성을 기존보다 향상시킬 수 있었다"고 설명했다. 실제 연구팀이 개발한 니켈 저함량 금속분말 연자성 코어는 유사한 니켈 함량이 포함된 경쟁 제품 대비 자기 특성에서 30% 더 높은 성능을 보였다. 니켈 함량이 50%인 금속분말 연자성 코어 대비 동등한 수준의 자기 특성을 보였다. 니켈 저함량 금속분말 연자성 코어가 들어간 파워 인덕터는 기아차의 EV9에 적용됐다. 향후 개발 중인 전기차로 확대 적용할 예정이다.

주최 : 과학기술정보통신부 주관 : 매일경제신문사 한국산업기술진흥협회

[고재원 기자]