▲ 박기원 교수
충북대학교 연구팀이 세계 최초로 차세대 리튬이온전지용 리튬 과잉 망간계 양극재를 단일 분무열분해공정으로 수초 이내에 합성할 수 있는 기술을 개발했다.
해당 기술은 에너지 저장분야 국제학술지인 Energy Storage Materials(Impact Factor 19.3)에 온라인 게재됐다.
9일 충북대에 따르면 이번 연구 1저자는 서효영 연구원이다. 박기대 신소재공학과 교수, 경상문 화학공학과 교수, 유영상 물리학과교수, 김형섭 한국원자력연구원 박사가 공동 교신저자로 참여했다.
현재 상용 양극재는 대부분 공침법 기반의 다단계 합성공정(전구체 제조, 세척, 건조, 소성)을 이용해 많은 시간이 들고 다량의 폐수가 발생한다. 연구팀은 리튬을 초기 출발용액부터 포함하는 무전구체·무수세 분무열분해공정을 적용해 수 초 이내에 양극재를 직접 합성하는 새로운 제조 전략을 세계 최초로 제시했다.
연구과정에서 한국원자력연구원 하나로 연구용 원자로 기반의 중성자 회절 분석, 한국기초과학지원연구원의 첨단분석장비, 미국 로렌스 버클리 국립연구소의 Advanced Light Source 방사광가속기 등을 활용한 국제공동연구도 진행됐다.
이를 통해 기존 분석기법으로는 확인하기 어려웠던 차세대 양극재의 구조 변화와 내부 미세구조를 세계 최고 수준의 분석기술로 규명했다.
박기대 교수는 "분무열분해공정은 기존 공침법을 대체할 수 있는 유력한 기술로 평가받고 있다"며 "국내 배터리 3사를 비롯해 글로벌 기업들이 큰 관심을 보이고 있다"고 말했다.
이번 연구는 한국연구재단 집단연구사업인 지역혁신 선도연구센터 사업, 과학기술사업화진흥원의 학연협력플랫폼 시범 구축 사업, 인프라고도화 지원사업의 지원을 받아 진행됐다. /신우식기자
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