'무질서'한 양극 소재로 배터리 성능 높인다

[이데일리 강민구 기자] 고려대 연구진이 배터리 성능 혁신을 위한 새로운 방법을 제시했다.

강용묵 고려대 교수.(사진=한국연구재단)

한국연구재단은 강용묵 고려대 교수 연구팀이 구조 무질서(이상적인 결정구조에 벗어난 모든 구조)를 통해 알칼리 이온 배터리 양극 소재의 전기화학 반응을 최적화하고, 배터리 성능을 높일 연구 전략을 제시했다고 24일 밝혔다.

최근 양극 소재의 합성 과정 및 전기화학 반응이 진행되는 동안 형성되는 다양한 구조 무질서가 배터리 성능을 좌우하는 전기화학 반응의 개선과 관련이 있다는 연구 결과들이 나오고 있다.

연구팀은 기존 연구 사례에서 도입된 구조 무질서 형태, 구조 무질서로 인해 향상된 전기화학 반응과 구조 무질서를 유발할 수 있는 6가지 화학적 원인을 정리했다.

이를 기반으로 구조 무질서가 양극 소재의 전기화학 반응에 영향을 주는 메커니즘을 밝혀내고, 양극 소재의 전기화학 반응을 최적화하는 방법론도 제안했다.

연구팀은 구조 무질서를 전기화학 반응을 최적화하기 위한 적극적인 설계 인자로 사용하면 새로운 연구 기조를 형성해 차세대 양극 소재 연구개발에 기여할 수 있으리라고 기대했다.

강용묵 교수는 “구조 무질서와 양극 소재의 전기화학특성 사이 상관관계를 고려하면 다양한 구조 무질서를 유형별로 분류하는 명확한 기준이 필요하다”며 “특정 구조에서 무질서를 얻기 위한 합성 방법과 분석법 개발이 선행돼야 한다”고 말했다.

연구 결과는 화학분야 국제학술지 ‘네이쳐리뷰케미스트리(Nature Reviews Chemistry)’에 지난 2일자로 게재됐다.