전남대학교 김재국 교수팀(신소재공학부, 사진)이 차세대 전극물질로 각광 받고 있는 바나듐계 양극 물질 Li3V2(PO4)3를 독특한 입자형상으로 합성하는 데 성공했다.

이 기술은 김 교수팀이 지난 2012년 세계 최초로 개발한 저비용 배터리 기술 ‘초급속연소합성법’ 공정을 응용한 것으로 향후 산업체와 공동 연구를 진행하면 대량 생산도 가능하다.

리튬 2차전지 주요부품 중 바나듐계 양극물질인 Li3V2(PO4)3는 저가에 친환경적이면서도 고용량화를 구현할 수 있어 활용도가 매우 높은 것으로 평가되고 있다. 이에 연구팀은 단순공정, 저비용이 특징인 ‘초급속연소합성법’을 이용하여 나노 입자와 로드(Rod, 수지상)형태의 입자가 혼합된 물질을 얻었다. 합성된 물질은 197mAh/g의 이론용량에 육박하는 용량과 전기자동차에 활용가능한 수준의 우수한 율속 특성을 구현하였다.

김재국 교수는 “초급속연소합성법의 응용으로 나노 전극물질의 합성에서 벗어나 입자 형상을 조절할 수 있는 조건들을 연구함으로써 다양한 물질 개발의 발판이 마련될 수 있을 것이다”고 말했다.

이번 연구는 한국산업기술평가관리원이 추진하는 지식경제 지술혁신사업의 일환으로 수행됐으며 네이처가 발행하는 ‘사이언티픽 리포트’ 2월호(논문명 : Pyro-synthesis of a high rate nano-Li3V2(PO4)3/C cathode with mixed morphology for advanced Li-ion batteries)에 게재됐다.