비철 시장에서 주요 품목 대부분은 하락을 기록한 가운데 아연은 뚜렷한 상승세를 나타내 주목된다. 니켈은 지난 4월 19일 이후 2주 만에 다시 1만9000달러 선 아래로 떨어졌다. 비철 시장에서는 한국과학기술원(KAIST)이 값비싼 니켈, 코발트 없이 에너지밀도가 40% 향상된 리튬이온전지 양극을 개발했다는 소식이 전해지면서 이목을 끌었다.
LME(런던금속거래소)에 따르면 아연을 제외한 주요 품목의 가격이 줄줄이 하락했다.
니켈 가격은 지난 3일 톤당 1만8750달러(비드 기준)로 전주보다 425달러 하락했다. 알루미늄과 동은 2516달러, 9736달러로 각각 43달러, 132달러 하락했다.
주석은 3만2000달러, 납은 2155달러로 1100달러, 41달러 각각 떨어졌다.
반면 아연은 2889달러로 44달러 상승했다. 전날 대비로도 31달러 오르는 등 최근까지 상승세가 이어졌다. 1개월 상승폭은 302달러에 달했다.
업계에서는 카이스트가 관심을 받았다. 최근 국제 공동연구로 값싸고 성능은 향상된 리튬이온전지 기술을 개발했다는 소식이다.
카이스트는 신소재공학과 서동화 교수 연구팀이 울산과학기술원(UNIST), 캐나다 맥길대와의 공동연구를 통해 고가의 니켈과 코발트 없이 에너지밀도를 40% 향상한 고성능 차세대 리튬이온전지 양극을 개발했다고 1일 밝혔다.
망간 기반의 양이온-무질서 암염(DRX) 양극재는 값싸고 매장량이 풍부한 망간, 철 등을 사용할 수 있다는 점에서 차세대 리튬이온전지 양극재로 주목받고 있다. 다만 양극재 비율이 90% 이상인 전극으로 전지를 만들면, 전지 성능이 매우 낮아지고 급격하게 열화되는 문제점이 있다.
국제공동연구팀은 전극 내 망간 기반 DRX 양극재 비율이 높을수록 전자 전달 네트워크가 잘 형성되지 않고, 충·방전 간 부피 변화율이 높을수록 충·방전 동안 네트워크 붕괴가 잘 일어나 전지의 저항이 크게 증가한다는 것을 밝혀냈다. 고성능 차세대 양극재를 사용하더라도 저항이 크게 걸려 전지가 제 성능을 낼 수 없었던 것이다.
연구팀에 따르면 망간 기반 DRX 전극 제조 시 다중벽 탄소나노튜브를 사용할 경우 전극 내 양극재의 비율을 96%까지 끌어올리더라도 전자 전달 네트워크와 전지 성능이 열화되지 않았다. DRX 양극재의 낮은 전자전도도를 보완하고 충·방전 간 부피 변화를 견딜 수 있게 됐기 때문이다.
이를 통해 니켈, 코발트 없이 전극 무게 기준 약 1050킬로그람당와트시(Wh/kg)의 에너지밀도를 보이는 차세대 리튬이온전지 양극을 개발했다. 이는 리튬이온전지 양극 중 세계 최고 수준이며, 상용 삼원계 양극 대비 에너지밀도가 40% 향상된 수준이다.
서동화 KAIST교수는 “상용화를 위해 풀어야 할 문제들이 아직 남아있지만 대 중국 의존도가 높은 니켈, 코발트 광물이 필요 없는 차세대 양극 개발 시 자원 무기화에 대비할 수 있고 리튬 인산철 양극 주도의 저가 이차전지 시장에서 우리 기업의 글로벌 경쟁력이 강화될 것으로 기대된다”고 말했다.
