아이엘 송성근 의장, SCIE Q1 학술지에 배터리 논문 게재…200회 충방전 후 용량 92.95% 유지
- 니켈 94% 초고니켈 양극재 합성 조건 규명… 초기 방전용량 205.20 mAh/g 확보- 가천대 차세대스마트에너지융합 전공 박사과정 송 의장, 공동 제1저자로 연구 직접 참여- 휴머노이드 로봇·ESS·전기차 등 고에너지밀도 배터리 소재 기초 연구로 활용 기대
아이엘(307180)은 송성근 의장이 공동 제1저자로 참여한 초고니켈 배터리 양극재 연구논문이 SCIE 등재 국제학술지 Batteries에 지난 12일 게재됐다고 19일 밝혔다.
이번 논문은 니켈 함량 94%, 코발트 함량 6%의 초고니켈 양극재(LiNi₀.₉₄Co₀.₀₆O₂)를 대상으로, 소재 합성 과정에서 고분자 물질 PVA의 분자량과 소성 온도가 배터리 성능에 미치는 영향을 규명한 연구다.
연구진은 저분자량·고분자량 PVA와 650℃·750℃ 소성 조건을 조합한 네 가지 시료를 비교했다. 그 결과 고분자량 PVA를 적용하고 650℃에서 소성한 시료에서 초기 방전용량 205.20mAh/g, 초기 쿨롱 효율 98.84%, 200회 충방전 후 방전용량 190.73mAh/g, 용량 유지율 92.95%를 확인했다.
해당 결과는 60℃의 가속 평가 환경에서 리튬 금속 상대 전극과 액체 전해질을 사용한 코인형 하프셀 시험을 통해 얻었다. 동일한 고분자량 PVA를 사용하고 소성 온도를 750℃로 높인 비교 시료의 용량 유지율은 82.62%로 나타나, 소성 온도 상승보다 PVA 분자량과 열처리 조건의 복합적 최적화가 성능을 좌우한다는 점이 확인됐다.
논문이 게재된 Batteries는 SCIE 등재 국제학술지로, 2025년 기준 피인용지수(IF) 6.3, 전기화학 분야 JCR Q1 등급을 기록했다.
송 의장은 현재 가천대학교 차세대스마트에너지융합 전공 박사과정에 재학 중이다. 이번 논문에 공동 제1저자로 이름을 올렸으며, 연구방법론 설계와 실험 수행, 정량 분석 및 원고 초안 작성에 참여했다.
고에너지밀도 배터리 소재는 휴머노이드 로봇의 구동시간 확보, 전기차의 주행거리 향상, ESS의 에너지 저장 효율 등과 관련해 중요성이 커지고 있다. 이번 연구는 초고니켈 양극재의 구조와 충방전 성능을 최적화하기 위한 기초 연구성과로, 향후 다양한 에너지 응용 분야의 소재 개발에 참고될 수 있다.
아이엘은 앞서 3D프린팅 기반 배터리 제조기술과 소형 전고체배터리용 박막·후막 하이브리드 제조기술 관련 추진 현황을 발표한 바 있다.
송성근 아이엘 의장은 “휴머노이드 로봇 및 모빌리티 산업이 고도화될수록 고에너지밀도와 안정성을 갖춘 배터리 소재 기술의 중요성이 증대될 것”이라며 “이번 연구를 통해 초고니켈 양극재의 합성 조건과 전기화학적 성능 간 상관관계를 실증했다”라고 밝혔다.