화학뉴스

국내 연구진이 LFP(인산철리튬) 배터리의 성능을 개선할 수 있는 기술을 개발했다.
한국과학기술원(KAIST) 생명화학공학과 최남순 교수 연구팀은 전기자동차(EV) 배터리용 LFP 배터리 양극의 낮은 전자전도도를 개선한 전해질 첨가제를 개발한 것으로 알려졌다.
현재 전기자동차 전력원인 LiB(리튬이온전지)의 양극활물질로 3원계 니켈·코발트·망간(NCM)과 LFP가 사용되고 있으며 LFP 양극은 저가에 안전성이 우수해 보급형 시장에서 주목받고 있다.
하지만, 리튬 이온의 확산 속도가 낮고 전자전도도 역시 낮아 에너지밀도가 떨어지는 탓에 저온 조건에서는 3원계에 비해 성능이 크게 밀리는 한계가 있다.
연구팀은 LFP 양극과 흑연 음극으로 구성된 LiB에 전해질을 첨가해 수명을 높이는 기술을 개발했다.
전해질 첨가를 통해 안정성을 높여 기존 배터리 구성에서 모듈 단계를 제거하고 팩에 직접 셀을 조립하는 셀투팩(Cell to Pack) 방식을 적용해 NCM과 동등한 수준의 에너지밀도를 확보한 것으로 알려졌다.
고온인 45도에서 500회, 상온에서 1000회 충·방전 후에도 각각 초기 용량의 80.8%, 73.3%를 나타냈다.
공동 제1 저자인 KAIST 생명화학공학과 문현규 연구원은 “일반적인 실험실 수준이 아닌 배터리 생산기업에서 요구하는 수준의 높은 에너지밀도를 가진 양극 소재를 구현했다”면서 “현재 전기자동차용 배터리가 약 10년의 수명을 보장하므로 새로 개발한 첨가제를 적용한다면 10-20% 향상된 11-12년의 수명을 보장할 수 있을 것”이라고 강조했다.
현대자동차의 지원을 받아 수행된 연구 결과는 국제 학술지 어드밴스트 펑셔널 머터리얼즈(Advanced Functional Materials) 5월9일 자 온라인판에 게재됐다. (강)