글 | 은혜지(한국화학연구원 석사과정, ehj1999@krict.re.kr)
연구실 책임자 | 문산(한국화학연구원 선임연구원, san82@krict.re.kr)
고성능 배터리 연구를 위한 노력!
우리 실험실은 대전에 위치한 한국화학연구원(Korea Research Institute of Chemical Technology, KRICT) 화학소재 연구 본부의 에너지융합소재 연구센터에 속해 이차전지를 연구하는 연구실입니다. 4차 산업의 필수적인 배터리 산업의 발전으로 고성능 고안정성 리튬 이온 전지 및 차세대 리튬 이온 전지 핵심 기술 개발 연구를 진행하고 있습 니다. 우리 연구실의 주된 연구 분야는 1) 리튬 이온 전지 고성 능화 및 고효율 탄소 저감 공정 기술 개발, 2) 고안전성 전고체전지용 핵심 소재 및 전지 기술 개발, 3) 고에너지 밀도 차세대 전지 핵심 소재 및 전지 기술 개발 그리고 4) 폐-리튬 이차전지 자원 재활용 기술 개발 등 배터리 산업 전반에 대해 연구를 수행하고 있습니다. 이와 같이 우리 연구실에서는 다양한 분야에 대한 연구를 진행하며 전문성 있는 연구를 완성하기 위해 노력하고 있습니다. 따라서 연구원님들의 전문 분야에 따라 여러 논문과 특허를 출원하고 있습니다. 우리 실험실은 크게는 리튬 이온 배터리 소재 개선과 차세대 배터리까지 모두 아우르며 연구를 진행하고 있습니다. 저희 실험실에서 주로 연구하는 리튬 이온 전지 소재 개발은 양극에서의 고에너지 밀도를 위한 후막 전극 개발 및 고용량 발현을 위한 High-Ni 및 OLO (overlithiated oxide) layered 양극 활물질과 고성능 Olivine LFP 양극 활물질 개발을 진행하고 있습니다.
이 외에도 건식 후막 전극 개발 및 율속 특성 향상을 위한 전극용 첨가제 연구도 진행중에 있습니다. 또한, 고에너지 및 고용량 발현을 위한 실리콘과 Limetal 음극개발과 고성능 및 고안정성을 위한 분리막을 개발하고 있습니다. 전해질에서는 배터리의 안정성 개선을 위한 고분자 전해질뿐만 아니라 황화물 고체 전해질 연구에도 관심을 갖고 연구를 진행하고 있습니다. 이 외에도 리튬-황 전지 같은 차세대 전지 연구에도 힘쓰고 있습니다. 완성도 높은 소재 개발을 위해 글로브 박스 및 항온 항습이 유지되는 드라이룸을 구비하고 있으며, 개발된 소재 평가를 위해 코인셀부터 수 Ah급 파우치셀 제작 및 평가 시스템을 구축하고 있습니다.
지금의 연구실의 기반을 구축하기까지 많은 연구원분들께서 힘써 주셨고 지금도 여러 과제와 연구를 통해 고성능/고안정성 소재를 개발하고 이를 응용하여 연구 성과를 만들어 내기 위한 노력이 계속되고 있습니다.
우리 연구실 장점!
우리 연구실은 1명의 박사 후 연구원, 7명의 박사과정 학생, 19명의 석사 과정 학생으로 이루어져 있으며 각 8명의 책임/선임박사님들께 지도를 받고 있습니다. 지도 박사님과 주간 미팅을 통해 학생들의 연구 진행 상황을 파악하시고 실험에 대한 조언을 주시며 세밀하게 챙겨주십니다. 그리고 구성원 모두 참여하는 센터 미팅은 학생들이 각자 진행하는 연구에 대해 서 로의 아이디어를 나눌 뿐만 아니라 본인의 주된 연구 분야 외 에도 다른 분야에 대해서 공부할 수 있는 기회가 주어집니다. 이렇듯 저희 연구원들께서 배터리 산업에서 다양한 분야에 걸쳐 목표를 달성하기 위해 열심히 나아가고 있습니다.
저희 연구실의 또 다른 자랑거리 중 하나는 내부 초청 세미 나입니다. 에너지 융합소재 연구센터 배터리팀의 8명의 박사님께서 학생들에게 더 넓은 지식을 공유하고자 다른 학교나 회사에서 연구하시는 교수님 및 박사님들을 초청하여 초청 세미나를 개최해 주십니다. 저희 연구실의 주된 연구 분야인 양극 소재 개발 및 전극 공정 설계, 전해질, 음극, 분리막 연구뿐만 아니라 시뮬레이션 및 차세대 전지와 관련된 생소한 분야의 전문가분들을 초빙함으로써 견문을 넓히고 다양한 분야를 경험 할 수 있습니다.
마지막으로 저희 연구실은 주요 연례 행사로 워크숍을 개최 하고 있습니다. 공부와 실험만 하는 것이 아니라 워크숍을 진행하여 같은 소속의 다른 학생 및 박사님들도 함께하여 친목을 다질 수 있는 기회가 주어집니다. 작년에는 DISC 성격유형 검사를 통해 서로의 성향에 대해 이해하고 양궁, 컬링 등 다양한 종목으로 체력 및 협동심을 키울 수 있는 시간을 즐길 수 있었습니다.
이렇게 저희 연구실은 정기적인 워크숍을 통해 연구원들끼리 친목을 다져 유대감을 형성해 소통과 협동심을 강화합니다. 이러한 협력적인 관계는 연구실 전체의 연구 개선에 중요한 역할을 하고 있습니다.
마치며
전기자동차 및 휴대용 전자 장치에 발전은 계속될 것이고 이로 인한 이차전지에 대한 안전성 및 성능 개선에 대한 요구가 증가할 것입니다. 저는 저희 실험실이 이에 맞춰 소재 개발 및 차세대 전지 연구를 통해 고성능 전지 개발에 기여할 수 있기를 희망합니다. 그러기 위해서 저희 실험실은 창의적인 아이디어와 다각적인 피드백을 통해 함께 성장하고 있습니다. 이 과정에서 학생들뿐만 아니라 박사님들께서도 최선을 다해 연구하고 소통하여 다양한 연구를 수행하고 성장할 수 있게 도와주십니다. 이렇듯 계속해서 즐겁고 겸손한 마음가짐을 통해 성실한 자세로 연구에 임하는 저희 실험실이 다 함께 발전할 수 있기를 희망하며 글을 마칩니다.
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