기관·연구자 한국원자력연구원(KAERI) 중성자과학부 · 김형섭 박사TRL TRL 4 · 실험실 규모 소재 핵심성능 평가
고순도 산소 대신
일반 공기
로 하이니켈 합성산소 분압·리튬 함량 제어 · 저온 합성
이런 기업에 필요한 기술입니다
하이니켈 양극재 제조사순산소 설비 원가 절감
전기차·전장 부품사고에너지밀도 셀
화공·정밀화학 기업합성 조건 라이선스
공정 안전 담당순산소 취급 위험 감소
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기술정의 · 작동원리
하이니켈 양극은 니켈 환원을 막으려고 고순도 산소 가스로 합성해야 해 원가·안전 부담이 큽니다. 본 기술은 낮은 온도에서 리튬 함량과 산소 분압을 제어해, 코어에서 표면으로 갈수록 리튬이 점점 많아지는 2차 입자(작은 결정이 모인 덩어리)를 만들고, 표면 리튬 과량층이 구조 열화를 막습니다.
산소 분압이 높을 때(위, 균일) vs 낮을 때(아래, 코어→표면 리튬 농도 구배) 2차 입자 형성
순산소 불요일반 공기로 합성 → 원가·안전 개선
용량 + 수명 동시에너지밀도 손실 없는 표면 안정화
공정 그대로기존 공정 안에서 조건만 변경
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경쟁기술 대비 차별성
코팅으로 감싸는 대신, 입자 안에서 리튬 농도를 설계합니다.
기존 하이니켈 합성본 기술합성 분위기니켈 환원 방지 위해 고순도 산소 필수일반 공기 + 산소 분압 제어수명 개선도핑·코팅 → 에너지밀도 감소 동반리튬 농도 구배로 표면 열화 억제, 용량 유지소재 설계균일 조성 2차 입자코어→표면 구배 2차 입자 — 원천 소재 기술
기술소개서고순도 산소 없이 용량과 수명을 함께 잡는 리튬 농도 구배형 하이니켈 양극활물질KAERI
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주요 성능 결과
SMK 그림 데이터 기준
700 ℃
합성 온도 · 건조 공기(Dry Air)고순도 산소 대신 일반 공기 · Target Li 1.03
100 회
사이클 평가 (0.2C, 2.5~4.25 V)공기 유량 100~500 cc/min별 방전용량 비교
700℃ 건조 공기 합성 · 공기 유량별 100 사이클 방전용량 (0.2C)
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적용분야 및 기대효과
순산소 설비·가스 비용을 덜어 하이니켈 양극재의 원가 경쟁력과 공정 안전성을 함께 높입니다.
하이니켈 양극재 182.3억 달러 ('26)CAGR 12.99%
양극재 전체 2377.8억 달러 ('25)CAGR 11.5%
합성 조건 라이선스화공·정밀화학 소재 합성
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관련 특허
출원(등록)번호발명의 명칭상태출원인10-2023-0174720양극 활물질의 제조 방법 및 이로부터 제조된 양극 활물질출원한국원자력연구원
