SV인베스트, 2차전지 양극재 원천기술 개발 성공 UNIST 합성기술 개발 부각

최근 전기자동차의 주행거리를 30% 이상 늘리는데 핵심인 니켈리치양극뿐만 아니라 리튬·망간리치양극 소재를 저비용으로 완전한 단결정 형태를 만들 수 있게 됐다. UNIST(울산과학기술원)는 에너지화학공학과 조재필 특훈교수팀(제1 저자는 윤문수 박사)이 완전한 형태의 단결정 입자를 만들 수 있는 원천기술을 개발했다고 밝혔다는 소식에 조재필 특훈교수가 창업한 에스엠랩(SMLAB) 회사에 투자자로 참여한 SV인베스트먼트(289080)가 강세다.

연구팀은 공융조성(eutectic composition)을 통해 리튬수산염(LiOH)과 리튬질산염(LiNO₃)을 녹였다.

녹여진 리튬염과 전이금속 전구체를 공·자전 혼합기를 이용해 혼합해 액화 리튬염-전이금속 나노입자 복합체로 합성했다. 연구팀은 이 복합체를 800도 이하에서 열처리 함으로써 완전한 형태의 단결정 입자를 만들 수 있는 원천기술을 개발했다.

대용량 배터리 양극소재로 꼽히는 니켈리치양극소재들은 고용량 발현이 가능하다. 하지만 충·방전이 반복되면서 입자 내부에 미세 균열이 생기며 배터리 전해액과의 부반응으로 수명이 급격히 감소한다. 현재 상용화된 양극소재들은 수백나노미터 수준의 입자들이 뭉쳐진 ‘다결정 형태’이기 때문이다.

연구팀은 이번 연구를 적용시켜 전지 성능을 측정했다. 이 단결정 양극소재는 200회 충·방전 후에도 기존 용량의 92%에 준하는 성능을 보였으며 같은 조성의 다결정 소재 대비 약 12% 향상된 수명 유지율을 보였다. 또한 가스 발생량 및 저항 증가율이 30% 이상 개선된 결과를 보여 전기자동차의 고질적인 문제점인 안전성 개선에도 큰 역할을 할 것으로 기대된다.

조재필 에너지화학공학과 특훈교수는 “현재 상용화가 진행 중인 니켈리치계 단결정 양극소재들은 여러 번의 가열로 인한 생산비용 상승 문제가 있다”며 “신규 개발된 합성법을 적용한 양극재로 대량 합성공정 개발 시, 기존 단결정 대비 대비 적어도 30% 이상의 비용 절감 가능할 것으로 기대되나 현재의 합성 규모는 랩수준으로 대량 생산하기까지 적어도 4년 이상이 걸릴 것이다”고 예측했다.

SV인베스트먼트는 에스엠랩에 520억원 규모 시리즈 B 투자를 했다.

조재필 교수가 창업한 에스엠랩 투자사인 SV인베스트먼트가 강세를 보이고 있는 것으로 풀이된다.