고려대 연구팀, LFP 배터리 용량 1.5배 높인 전극 개발

기존 한계 넘은 고용량 전극 개발…전기차·ESS 활용 기대

(왼쪽부터) 고려대 화공생명공학과 복지원 석사(공동제1저자), 조진한 교수(교신저자), 대구경북과학기술대학원(DGIST) 고용민 연구원(교신저자), 한양대 에너지바이오학과 김병현 교수(교신저자). 이외에도 고려대 안정연 박사후연구원, 한양대 박보근 박사과정, 조지아텍 남동현 박사후 연구원이 공동제1저자로 참여했다. (고려대 제공)

(서울=뉴스1) 한민아 수습기자 = 고려대가 대구경북과학기술원(DGIST)·한양대와 함께 전기차 등에 쓰이는 리튬인산철(LFP) 배터리의 저장 용량을 높이면서 오래 쓸 수 있게 하는 기술을 개발했다. 배터리 용량과 수명을 좌우하는 전극을 개선한 것으로, 전기차와 에너지저장장치(ESS) 활용 확대에 도움이 될 전망이다.

고려대는 화공생명공학과와 KU-KIST융합대학원 조진한 교수, DGIST 고용민 연구원, 한양대 에너지바이오학과 김병현 교수 공동 연구팀이 이 같은 연구 성과를 냈다고 1일 밝혔다.

전극은 배터리 안에서 전기를 저장하고 방출하는 핵심 부품으로, 어떤 소재를 쓰느냐에 따라 배터리 용량과 성능이 달라진다.

LFP 배터리는 안전성이 높고 수명이 길며 제조 비용이 낮아 전기차와 ESS 분야에서 활용이 늘고 있다. 다만 니켈 기반(NCM) 배터리보다 에너지 밀도가 낮아 고성능 배터리 구현에는 한계가 있었다.

연구팀은 LFP 나노입자 표면에 붙어 있던 절연성 물질을 전기를 직접 저장할 수 있는 고에너지 리간드로 바꾼 하이브리드 전극을 개발했다. 이어 열처리 공정을 거쳐 전극 내부 결합을 견고한 3차원 구조로 만들어 용량과 내구성을 함께 높였다.

개발한 전극은 기존 LFP 전극의 이론 용량인 170 mAh/g보다 약 1.5배 높은 260 mAh/g의 용량을 구현했다. 활물질 기준 에너지 밀도는 686 Wh/kg에 달했고, 3800시간 이상 안정적으로 작동하는 것을 확인했다.

연구 성과는 에너지 저장 분야 학술지 'Nano-Micro Letters'에 지난 7월 30일 온라인 게재됐다. 논문의 우수성을 인정받아 2027년 첫 호 전면 표지에도 선정됐다.

lina@news1.kr