상용화되면 전기차 가격 낮추고 주행거리는 획기적 증가

테슬라 CEO 일론 머스크는 ‘코발트 대산 100% 니켈 배터리를 사용해 자동차 가격을 절반 가까이 낮출 것’이라고 밝힌 바 있다. 니켈을 기반으로 한 배터리는 코발트보다 저렴하고 용량이 크지만 오래 사용할 수 없다는 단점이 있다. 한-미 공동연구팀이 이 같은 문제를 해결했다.

포스텍 철강·에너지소재대학원, 미국 노스웨스턴대 공동연구팀은 니켈산리튬(LNO) 소재 배터리에 니켈과 그래핀으로 코팅하면 수명이 획기적으로 늘어난다고 7일 밝혔다. 이번 연구결과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 머티리얼즈’ 뒷표지논문으로 실렸다.

리튬이온 배터리의 양극과 음극은 배터리 성능을 결정하는데 특히 양극은 용량과 사용시간을 좌우한다. LNO 소재는 이차전지 양극소재인 리튬코발트산화물에서 코발트를 니켈로 대체한 소재이다. 코발트 대신 니켈을 사용하면 가격은 20% 가량 낮추고 에너지밀도는 30% 이상 높일 수 있다. 그러나 LNO 소재를 사용할 경우 표면에서 발생하는 산소가 열화현상을 일으켜 입자구조를 뒤틀리게 만들어 소재의 수명을 단축시킨다는 단점이 있다.

이에 연구팀은 LNO 소재 표면에 꿈의 신소재로 알려진 탄소그래핀을 니켈과 함께 코팅하면 산소 발생을 차단해 수명을 2배 이상 늘린다는 사실을 확인했다.

연구를 이끈 박규영 포스텍 교수는 “이번 연구를 활용하면 코발트를 사용하지 않는 LNO 소재 배터리 상용화를 앞당길 수 있을 것”이라며 “상용화될 경우 전기차 가격을 낮추고 주행거리를 획기적으로 늘릴 수 있을 것으로 예상된다”고 말했다.