[에듀플러스]가천대 최정현 교수팀, 차세대 전지 건식 공정 최적 설계 기술 개발

가천대 화공생명배터리공학부 최정현 교수(사진 좌측), 아주대 첨단신소재공학과 조성범 교수(사진=가천대)

가천대학교는 최정현 화공생명배터리공학부 교수 연구팀이 조성범 아주대 교수 연구팀과 공동으로 차세대 전지 제조 기술로 주목받는 건식 전극 공정의 최적 설계 기술을 개발했다고 21일 밝혔다.

이번 연구는 건식 전극 공정에서 핵심 요소로 작용하는 PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌) 바인더의 섬유화 메커니즘을 규명하고, 입자 단위와 장비 단위에서의 최적 공정 조건을 도출한 것이 특징이다.

가천대·아주대 공동 연구팀은 실험적 분석과 인공지능(AI) 기반 시뮬레이션을 결합해 PTFE 바인더의 섬유화 거동을 체계적으로 규명했다. 연구 결과, 활물질 입자 크기에 따라 응력 전달 효율이 달라지는 것을 확인했으며, 이중 입자(Bimodal) 설계를 통해 섬유화 최적화가 가능하다는 것을 입증했다. 또한 멀티스케일 시뮬레이션과 AI 기법을 활용해 특정 입자 크기에 최적의 응력을 전달할 수 있는 장비 구조와 공정 조건을 함께 제시했다.

이번 연구 성과는 '차세대 전지 전극 제조를 위한 다중 스케일 분석 기반 무용매 건식 공정 설계'라는 제목으로 재료과학분야 네이처(Nature) 포트폴리오 저널인 Communications Materials(IF 9.6, Q1)에 게재됐다.

최정 교수는 “건식 전극 공정은 기존 배터리 제조 공정의 구조적 한계를 극복할 수 있는 핵심 기술”이라며 “실험과 AI 기반 시뮬레이션을 결합해 소재와 공정을 동시에 설계할 수 있는 방법론을 제시했다는 점에서 의미가 크다”고 말했다.

이번 연구는 과학기술정보통신부 소재글로벌영커넥트사업의 지원받아 수행됐다.

권미현 기자 mhkwon@etnews.com