일본 도쿄대 연구팀이 코발트를 빼고도 충방전 사이클을 연장할 수 있는 양극재 기술을 개발했다고 닛케이아시아가 29일 보도했다. 야마다 아츠오 도쿄대 교수가 이끄는 연구팀은 리튬⋅니켈⋅망간⋅실리콘 산화물을 기반으로 한 양극재를 개발했다. 

기존 배터리 회사들이 쓰는 삼원계 양극재는 도쿄대가 개발한 구조에서 실리콘이 빠지고 코발트가 들어가는 게 일반적이다. 다만 코발트는 가격 등락이 극단적이고 글로벌 공급망이 원석채굴은 민주콩고, 정제 공정은 중국에 몰려 있다. 이 때문에 코발트 사용량을 줄이거나 가급적 넣지 않으려는 노력이 이어지고 있다. 

LFP(리튬인산철) 배터리가 ‘코발트 프리' 배터리의 대표주자인데, LFP는 삼원계 배터리 대비 에너지 밀도가 떨어진다는 게 한계다. 이 때문에 LFP 배터리가 탑재된 전기차는 주행거리가 상대적으로 짧고, 중저가 라인업에 주로 탑재된다. 

도쿄대 연구팀이 개발한 리튬⋅니켈⋅망간⋅실리콘 산화물 기반 양극재 배터리는 LFP 대비 60% 높은 에너지 밀도를 구현하면서 1000회 충방전에도 80%의 성능을 유지했다. 이 정도 에너지 밀도는 일반 삼원계 배터리 보다도 더 높은 수준이라고 닛케이아시아는 설명했다. 

연구팀은 이 양극재를 이용해 동전 모양의 코인셀 샘플을 제작했다. 향후 이 배터리가 어떻게 열화하는지를 모니터링할 계획이다. 또 해당 기술을 상업화 할 기업들과 공동 연구도 진행하기로 했다. 

야마다 아츠오 교수는 “리튬⋅니켈⋅망간⋅실리콘 산화물 양극재는 기존 배터리 생산 장비들을 거의 그대로 활용할 수 있다는 것도 장점”이라고 말했다.