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“15분 만에 전기차 충전”···유니스트(UNIST), 고속충전용 단결정 소재 개발


  • 박현 기자
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    입력 : 2022-07-14 08:44:16

    ▲ 조재필 에스앰랩 대표(UNIST 에너지화학공학과 특훈교수) ©(사진제공=UNIST) 

    다결정 소재 대비 수명 특성 30% 이상 향상…“시범 생산 시작”

    [울산 베타뉴스=박현 기자] 전기자동차(EV) 배터리를 15분 만에 충전할 ‘양극 소재’ 기술이 나왔다. 기존 음극 소재를 그대로 쓰면서 고속충전에 따른 수명 저하도 줄일 수 있는 획기적 방식이다.

    UNIST 교원창업기업인 에스엠랩(SMLAB·대표 조재필)은 리튬이온 배터리의 고속충전 특성을 개선할 수 있는 ‘단결정 양극 소재’ 기술을 개발했다고 14일 밝혔다. 양극 소재의 형상과 표면구조를 변화시키는 것만으로도 수명 특성이 30% 이상 향상됐다. 이 소재는 현재 고객사 검증을 완료해 에스엠랩의 양산로에서 시범 생산 중이며, 샘플 매출도 발생하고 있다.

    기존에는 급속충전에 따른 문제를 음극 재료를 바꾸는 방식으로 해결하는 아이디어가 많이 나왔다. 하지만 에스엠랩에서는 기존 음극 소재인 흑연을 그대로 쓰면서 양극 소재의 형상과 표면구조만 바꿔서 수명 특성을 30% 이상 높였다. 이 소재는 니켈(Ni) 97%, 코발트(Co) 2% 미만 함량의 단결정 NCA(M) 소재(NiCoAlMn)다.

    ▲ Ni97% NCA(M) 단결정 소재의 주사전자현미경 사진. ©(사진제공=UNIST)

    조재필 에스엠랩 대표는 “기존에 사용되는 고속충전용 양극 소재는 다결정이고 니켈 함량이 80% 정도에, 비싼 코발트 함량이 5% 이상”이라며 “니켈 함량을 97%까지 높이고, 코발트 함량은 2% 미만으로 줄여 가격경쟁력을 높인 단결정 양극 소재는 이번에 처음으로 보고됐다”고 말했다.

    한편, 에스엠랩은 2018년 7월 UNIST 에너지화학공학과 조재필 특훈교수가 창업했다. 니켈 함량 80% 이상의 NCM(A)과 NCA를 수세 공정 없이 단결정 형태로 양산하는 기술을 보유하고 있다. 니켈 함량 94% 이상 소재의 현재 연간생산량은 7,200톤인데, 앞으로 2만1,600톤 증설해 2023년까지 2만8,800톤까지 늘릴 계획이다.


    베타뉴스 박현 기자 (ph9777@betanews.net)
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