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- [학생실적] 2026-1학기 종강 총회 NEW
- ○ 일시: 2026. 6. 18.(목) 13:00 ○ 장소: 51307호 및 수원역 애슐리 퀸즈 ○ 참석자: 총 26명(학생 26명)
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- 작성일 2026-08-04
- 조회수 105
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- [학생실적] 2026년 삼성SDI 사업장 투어 NEW
- ○ 일시: 2026. 4. 29.(수) 09:00~16:00 ○ 장소: 삼성 SDI 천안 및 수원 사업장 ○ 참석자: 총 25명(학생 24명, 직원 1명)
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- 작성일 2026-08-04
- 조회수 163
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- [학생실적] 2026년 교수-학생회 상견례 NEW
- ○ 일시: 2026. 4. 13.(월) 15:30 ○ 장소: 학생라운지 및 학생회실 ○ 참석자: 총 12명(학생 8명, 교수 3명, 직원 1명)
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- 작성일 2026-08-04
- 조회수 124
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- [학생실적] 2026-1학기 개강 총회 NEW
- ○ 일시: 2026. 3. 13.(금) 18:00 ○ 장소: N센터 86120호 및 인근 식당 ○ 참석자: 총 24명(학생 24명)
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- 작성일 2026-08-04
- 조회수 58
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- [연구] 배터리학과 김기재 교수, 전기차 주행거리 획기적으로 늘릴 고용량 배터리 신소재 개발
- 배터리학과 김기재 교수팀, 전기차 주행거리 획기적으로 늘릴 고용량 배터리 신소재 개발 스판덱스 기반의 새로운 '하이브리드 고분자 바인더' 개발로 고에너지 밀도 배터리용 고성능 후막 전극 완성 기존 대비 배터리 수명 2배 이상 향상… 대량 생산 가능한 습식 공정으로 상용화 기대감 높여 에너지과학과 및 미래에너지공학과 김기재 교수 연구팀이 서울대학교 최장욱 교수 연구팀과의 공동 연구를 통해, 리튬 이온 배터리의 에너지를 획기적으로 높이면서도 수명을 늘릴 수 있는 고성능 후막 전극용 '하이브리드 고분자 바인더'를 개발했다고 밝혔다. 이번 연구는 전기차와 스마트폰의 배터리 용량을 늘리기 위해 전극을 두껍게 만들 때 습식공정에서 발생하는 고질적인 바인더 분산문제와 성능 저하 문제를 해결할 수 있는 기술을 제시했다. 최근 배터리 학계와 산업계에서는 전기차의 주행거리를 늘리기 위해 배터리 내부의 핵심 부품인 전극에 니켈 성분이 많은 고용량 양극 소재(Ni-rich layered cathode)를 더 많이, 더 두껍게 쌓는 '고로딩 전극' 기술을 활발히 연구하고 있다. 그러나 기존에 쓰이던 PVDF 바인더 소재는 두꺼운 전극 제조시 건조 과정에서 바인더가 위로 떠오르거나 전극이 쉽게 갈라지고 부서지는 치명적인 약점이 있었다. 이 때문에 배터리의 전극의 기계적 강도 악화 및 리튬이온 전도도 약화로 배터리 수명이 급격히 줄어들었다. 김기재 교수 공동 연구팀은 우리가 흔히 입는 신축성 좋은 옷감인 '스판덱스(SPDX)'와 '폴리아크릴산(PAA)'이라는 두 가지 전혀 다른 성질의 고분자를 복합화하여 새로운 형태의 '듀얼 액팅 하이브리드 고분자(DHP)' 바인더로 전극에 적용했다. 이 새로운 바인더는 스판덱스의 우수한 신축성 및 폴리아크릴산의 전극 내부 물질과의 우수한 상호작용 덕분에 두꺼운 전극을 만들어도 전혀 갈라지거나 부서지지 않는 단단한 구조를 유지하게 돕는다. 실험 결과, 연구팀이 개발한 바인더를 사용한 전극은 기존 PVDF 바인더보다 무려 2배 가까이의 강한 접착력을 나타냈다. 특히 초기 충·방전 과정에서 리튬 이온의 이동을 촉진하는 'Li-PAA 인터페이스'를 자발적으로 형성하여, 전극 내부에서 리튬 이온이 더욱 빠르고 균일하게 이동하도록 함으로써 후막 전극의 전기화학적 성능을 향상시키는 새로운 작동 메커니즘을 확인했다. 나아가 연구팀은 이 신소재 바인더를 적용해 실제 산업에서 쓰이는 형태인 대용량 '파우치형 배터리 셀'을 제작해 검증을 진행했다. 그 결과, 기존 바인더를 사용한 배터리는 약 95회 만에 수명이 다해 용량이 급격히 떨어진 반면, 연구팀이 개발한 하이브리드 바인더를 적용한 배터리는 200회가 넘는 충·방전 반복 후에도 초기 용량의 86.8%를 안정적으로 유지하며 수명이 2배 이상 향상되는 우수한 성능을 입증했다. 이번 연구 성과는 제조 공정을 바꾸거나 배터리 설비를 새로 구축할 필요없이, 기존의 '습식 제조 공정'을 그대로 사용하면서 고용량 배터리를 만들 수 있어 산업적 가치가 매우 높다. 또한 이번 기술은 고분자의 물리·화학적 특성과 이온 전달 메커니즘을 효과적으로 활용하여 실제 산업의 난제를 해결한 모범적인 사례다. 김기재 교수는 "그동안 전극을 두껍고 크게 만들 때 바인더 및 공정상 문제로 배터리의 성능이 제한되는 한계가 있었는데, 스판덱스와 폴리아크릴산의 장점을 효율적으로 결합해 이를 극복했다"며 "이번에 개발한 바인더 기술은 최근 차세대 배터리 제조기술로 주목받는 건식 공정을 도입하지 않고도 기존 습식 생산 공정을 그대로 활용할 수 있어 산업 적용성이 높으며, 차세대 전기차의 주행거리 향상에 핵심적인 역할을 할 것으로 기대한다."고 전했다. 본 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단(NRF)의 지원을 받아 '리튬메탈음극 범용적 활용을 위한 모듈형 LEA(Lithium Electrode Assembly) 핵심기술 개발' 및 '한계돌파형 차세대 이차전지 산업수요 대응을 위한 미래선도 인재 양성' 연구과제를 통해 수행되었다. ※ 논문명: Wet-processed high-areal-capacity electrodes via transformative spandex–poly(acrylic acid) binder toward 450 Wh kg-1 lithium-ion batteries ※ 저널명: Nature Communications ※ 논문링크: https://doi.org/10.1038/s41467-026-76014-4
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- 작성일 2026-07-31
- 조회수 12
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- [일반] 성균관대, 삼성SDI와 배터리공학과 설치 협약 체결
- 성균관대, 삼성SDI와 배터리공학과 설치 협약 체결 - 배터리공학과 계약학과 신설 협약... 2026학년도 첫 입학 - 배터리 전문성 함양한 인재 양성 목표로 삼성SDI 입사 연계 혜택 우리 대학은 삼성SDI(대표이사 사장 최윤호)와 함께 우수 배터리 인력 양성을 위해 배터리공학과를 설립한다. 11일 우리 대학은 삼성SDI와 ‘성균관대-SDI 배터리공학과 설립 협약식’을 개최하였다. 이날 자연과학캠퍼스에서 진행된 협약식에는 유지범 총장, 윤원섭 배터리공학과 대표 교수, 김지만 자연과학대학장 등과 함께 최윤호 삼성SDI 대표이사 사장, 김윤창 연구소장 부사장, 안재우 People팀장 부사장 등 양측 주요 관계자가 참석했다. 배터리공학과는 채용 연계형 계약학과로 공과대학 학사 4년제 과정으로 운영되며 우리 대학은 2026년부터 10년간 매년 30명 규모의 신입생을 선발할 계획이다. 입학생들에게는 배터리 소재부터 셀, 모듈, 팩까지 맞춤 교육이 제공된다. 해당 학과를 졸업한 학생들에게는 삼성SDI에 입사할 수 있는 혜택이 주어진다. 이번 배터리공학과 신설은 글로벌 전기차 시장을 중심으로 급성장하고 있는 배터리 분야를 선도할 전문 인력을 육성하고, 국가 핵심 전략 산업 인재 양성에 동참하는 것이 목적이다. 유지범 총장은 “오늘의 협약식은 배터리공학 분야의 선도적 역할을 위한 새로운 출발점”이라며 “배터리 기술의 중요성이 나날이 커지는 흐름 속, 성균관대학교와 삼성SDI는 상호 신뢰와 협력을 바탕으로 지속적인 발전을 도모할 것”이라고 밝혔다. 최윤호 삼성SDI 대표이사 사장은 “우수 인재의 확보와 양성은 삼성SDI의 미래 경쟁력”이라며 “성균관대와의 협약을 통해 배터리 시장을 리드할 수 있는 핵심 인재를 확보하여 글로벌 Top Tier 회사로서 초격차 기술경쟁력을 더욱 확고히 하겠다”고 말했다. 한편 우리 대학은 삼성SDI를 비롯해 채용조건형 계약학과를 삼성전자 반도체시스템공학과, 지능형소프트웨어학과, 재교육형 계약학과 삼성전기 소재부품융합공학과 학사과정을 운영함으로써 첨단분야 인재 양성을 위한 산학협력 강화 및 국가 인재를 육성하고 있다.
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- 작성일 2025-05-13
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- [연구] 배터리학과 윤원섭 교수, 고온 환경에서 리튬 이온 배터리의 수명 저하 원인 규명
- 배터리학과 윤원섭 교수, 고온 환경에서 리튬 이온 배터리의 수명 저하 원인 규명 - 리튬 이온 배터리의 용량 열화 현상에 대한 메커니즘 규명 - 안정적인 차세대 고용량 양극재 개발 방향성 제시 - 어드밴스드 에너지 머티리얼즈(Advanced Energy Materials) 표지 논문으로 선정 ▲ (왼쪽부터) 에너지과학과 윤원섭 교수, 김민지 박사과정생, 이원태 연구교수 배터리학과 윤원섭 교수(성균에너지과학기술원 차세대배터리 연구소장) 연구팀이 고온 환경에서 리튬 이온 배터리 셀 구동 시 발생하는 용량 감소의 원인을 충/방전에 따라 양극소재 내에서 구분할 수 있음을 최초로 규명하였다. 전기차 시장 커져가는 가운데 고에너지 밀도의 고함량 니켈 층상구조 산화물 양극소재의 완전 셀(Full-cell)* 내 우수한 용량 유지 성능에 대한 필요성이 요구되고 있다. 특히, 고온 조건에서의 배터리 내 다양한 열화 현상들이 더욱 가속화 하면서 상온과 비교했을 때 고온에서는 더욱 급격한 용량 감소를 보인다. 따라서 외부 구동 온도에 따른 배터리 용량 저하 메커니즘에 대한 이해와 향후 고온 조건에서 안정적인 용량 발현을 위한 양극재 개발이 중요하게 대두되고 있다. * 완전 셀(Full-cell): 양극과 음극이 동시에 전기화학 반응에 참여하는 완전한 전지의 형태로서 실제 전지의 특성 규명에 유리함 이에 윤원섭 교수 연구팀은 고니켈 함량의 층상구조 양극소재와 흑연재를 활용한 완전 셀 시스템을 구성하고 고온 45℃에서 1,000 사이클의 장기 열화를 진행했다. 이후 재생(refresh) 과정에서 양극재의 용량과 구조가 일부 회복되는 현상을 관찰함으로써 완전 셀 내 전체 용량 감소에는 음극재에서 소모되는 리튬양에 따른 pesudo-deterioration(유사-열화)가 일부 혼합되어 있음을 확인하였다. * 재생: 열화로 인해 소모된 셀 내부 가용 리튬 소스를 리튬 메탈과 새로운 전해질로 재조립하여 회복시켜 주는 과정 방사광가속기 X-선 회절 분석을 중심으로 하여 재생 전후와 초기 방전 깊이별 양극재의 격자상수를 가용 리튬(Li)의 정도에 따라 비교한 결과, 방전 후에도 일부 남아있는 양극소재 내의 리튬(Li) 손실 정도를 방전 열화(Discharge fading)로 규명했다. 이러한 손실은 방전 끝단에서 일부 회복되었지만, 충전 끝단에서의 충전 열화(Charge fading)는 상대적으로 회복 정도가 낮다는 것을 발견했다. 특히, 이 연구에서는 외부 고온 환경에서의 장기 사이클 동안 두 가지 혼합 형태의 혼합 열화(Mixed fading)로 용량 감소가 심화하며 이는 복합적인 양극재 열화의 원인에 따른 것으로 밝혔다. 연구팀은 본 연구가 리튬이온배터리의 고온에서의 용량 열화 메커니즘의 이해에 대한 새로운 연구방향을 제시하고 있다고 언급했다. 더 나아가 그동안 명확히 규명되지 못한 배터리 열화 메커니즘에 대한 학술적 이해를 증진시킬 수 있을 것으로 기대하고 있다. 아울러 미래에 더 신뢰성 높은 에너지 저장장치를 개발하는 데 도움이 될 것으로 예상한다고 덧붙였다. 특히 소형 전지에서부터 전기 자동차와 같은 고에너지 저장장치까지 다양한 디바이스의 활용을 위해 고온에서의 배터리 성능 저하 메커니즘을 심층적으로 이해하는 데 도움이 될 것으로 강조했다. 윤 교수는 “양극재의 니켈 함량을 증진하는 흐름에서 각 양극 소재가 사용되는 디바이스들의 특성을 고려한 소재 개발의 전략적 방향성을 제시하였다”며 “학술적 관점뿐 아니라 산업적인 면에서도 중요한 역할을 할 것으로 예상된다”고 말했다. 덧붙여 “신뢰성 있는 배터리 기술 발전은 산업 분야 및 경제적 측면에서 큰 파급효과를 가져올 것”이라고 설명했다. 배터리학과 윤원섭 교수와 김민지 연구원, 이원태 연구교수가 수행한 본 연구는 소재과학 분야 세계적인 학술지인 어드밴스드 에너지 머티리얼스(Advanced Energy Materials, IF: 27.8)에 지난 11월 5일 표지 논문(front cover)으로 선정되었다.
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- 작성일 2025-05-09
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