테크노트 KIST, 하이니켈 배터리 구조 붕괴 막는 ‘원자 기둥’ 기술 개발

고성능 배터리인 하이니켈 배터리의 수명 저하를 유발하는 구조 붕괴 현상을 막을 수 있는 새로운 ‘원자 기둥’ 삽입 기술이 개발됐다. 한국과학기술연구원(KIST)은 에너지저장연구센터 박정진 선임연구원 연구팀이 배터리 수명을 장기간 유지할 수 있는 새로운 하이니켈 양극소재 기술을 개발했다고 밝혔다. 최근 배터리 연구는 더 많은 에너지를 저장하기 위해 니켈 함량을 높이는 방향으로 진행되고 있다. 그러나 니켈 함량이 90%를 넘어서는 하이니켈 양극재는 충·방전을 반복하는 과정에서 내부 구조가 팽창하거나 급격히 수축하며 무너지는 ‘구조 붕괴 현상’이 발생해 수명이 빠르게 감소하는 문제가 있다. 구조적 불안정성은 배터리 내부에 미세 균열을 발생시키고, 결국 배터리 수명을 급격히 단축시켜 고성능 전기차 보급의 걸림돌로 작용해 왔다. 연구팀은 이 같은 문제를 해결하기 위해 배터리 초기 구동 과정에서 전기화학 반응을 정밀하게 제어해 원자 배열을 재구성하는 기술을 개발했다. 이를 통해 내부 층과 층 사이를 지탱하는 ‘원자 기둥’을 형성해 구조 붕괴를 막는 방식이다. 배터리를 처음 충전할 때 발생하는 전기화학 반응을 활용해 내부 원자들이 스스로 층 사이에 자리 잡도록 유도함으로

• 이창현 기자
• 2026-01-27 15:12