네이처에너지 논문 캡쳐. /사진: SK온 제공

[대한경제=이계풍 기자] SK온이 차세대 양극재 개발에서 의미 있는 기술적 돌파구를 마련했다.

SK온은 서울대 강기석 교수 연구팀과 함께 대형 입자로 구성된 고밀도 단결정 양극 전극을 개발했다고 8일 밝혔다. 이번 연구는 세계 최고 권위 학술지 네이처 에너지에 게재됐으며, 단결정 양극재 합성의 난제를 규명하고 새로운 합성 경로를 제시했다는 평가를 받는다.

기존 다결정 양극재는 여러 입자가 뭉친 구조로 압연 공정이나 충·방전 과정에서 균열과 가스 발생 위험이 있었다. 단결정 양극재는 안정성과 수명이 뛰어나지만, 니켈 함량이 높을수록 고온·장시간 열처리가 필요해 양이온 무질서로 인한 성능 저하가 한계로 꼽혀왔다.

연구진은 나트륨 기반 단결정을 먼저 합성한 뒤 이온 교환을 통해 리튬으로 대체하는 방식을 적용해 구조적 안정성을 확보했다. 이를 통해 입자 크기 약 10μm의 대형 단결정 울트라 하이니켈(니켈 94% 이상) 양극재 개발에 성공했다. 해당 소재는 양이온 무질서가 없고 가스 발생량이 기존 대비 25배 감소했으며, 에너지 밀도는 이론치의 최대 77%에 달했다.

박기수 SK온 미래기술원장은 “이번 연구 성과는 배터리 소재 분야에서 SK온이 지닌 기술 경쟁력을 확실히 보여주는 사례”라며 “앞으로도 학계와 협력을 통해 혁신적인 연구개발을 지속하고 기술 리더십을 강화해 나가겠다”고 말했다.

이계풍 기자 kplee@

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