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하이니켈 배터리 파헤치기
오늘꿀팁아지트에서는 하이니켈에 대해 알아보려고 합니다. 여러분은 혹시 니켈이라는 단어를 들어보셨나요? 니켈은 우리나라에서는 아니지만 미국에서는 아주 흔히 접할 수 있는 금속입니다. 미국에서 사용하는 5센트 동전을 아예 니켈이라고 표현할 정도로, 동전 내에 함유량이 높은 성분이 바로 니켈인데요.
이렇듯, 동전에 쓰이는, 별 것 아닌 것 같은 이 니켈이 오늘날에는 하이 테크놀로지라 할 수 있는 배터리 기술에서 주목받고 있다고 합니다. 오늘의 주제이기도 한 하이 니켈도 그 일환인데요.
과연 이 니켈은 무엇이며 어째서 오늘날 이렇게 주목받고 있는지, 지금부터 저와 함께 알아보도록 하겠습니다.
니켈의 특징과 쓰임새
부식 방지
니켈은 원자번호 28번 원소기호 ni를 사용하며 녹는 점은 1455도이며 끊는 점은 2732도인 금속 원소입니다. 사실 이렇게 표현하면 전혀 와닿지 않죠?
니켈은 은백색을 띄는 금속인데요. 이러한 니켈은 공기 중에서 산화 반응을 일으키지 않아 녹이 잘 쓰지 않는 특징을 가지고 있습니다. 그렇기에 니켈은 부식 방지를 목적으로 금속 표면에 도금이나 학금의 형태로 사용되기도 합니다.
니켈의 전 세계의 생산량 중 약 60%는 각종 주방기구 건물 설비 자동차 등에 널리 쓰이는 내부식성 화금인 스테인리스 강을 만드는 데 쓰인다고 해요.
자성
또한 니켈은 상온에서 강한 자성을 띠기도 하는데요. 알루미늄 니켈 코발트 합금으로 만들어진 알리코는 대표적인 영구 자석이라 할 수 있습니다.
니켈의 역사
그렇다면 인류는 니켈을 언제부터 사용하기 시작했을까요. 니켈의 역사는 기원전 3500년 경으로 거슬러 올라갑니다. 현재 시리아 지역에서 청동 유물이 출토되었는데 이곳에서 약 2%의 니켈이 포함되어 있는 것을 발견하게 되죠. 또 고대 중국에선 기원전 1700년에서 1400년경부터 구리와 니켈의 합금인 100동을 사용한 기록이 남아 있는데요.
이러한 니켈은 고대 그리스나 로마로도 전해져 동전을 만드는 데 사용된 것으로 알려져 있습니다. 이후 중세 시대에 이르러 독일의 에르츠 산맥에서 일하던 광부들은 붉은 색을 띠는 광석을 발견하게 됩니다. 광부들은 이 광석에 구리가 포함되어 있다고 생각해 구리의 추출을 시도했으나 구리는 얻지 못하고 유독한 증기만 가득 뿜어져 나왔는데요. 광부들은 이 연기를 악마의 회방이라 여기며 광석을 악마의 구리라는 뜻에 코페르니켈이라 불렀습니다.
그 후 1751년 스웨덴의 야금 학자인 크론스테트가 악마의 구리 코페르니켈 광석에서 다시 한 번 구리 추출을 시도합니다. 하지만 뜻밖에도 크론스테트는 이 실험에서 구리가 아닌 흰색의 다른 금속 원소를 얻게 됐는데요. 그는 자신이 추출한 이 금속을 기존 코페르 니켈 명칭에서 구리를 의미하는 코페르 단어를 제외한 니켈로 명령하였습니다. 바로 이렇게 원소 니켈의 존재가 비로소 세상에 알려지게 됐죠.
전기차 시장에서 주목받기 시작한 니켈
한편 동전이나 스테인리스 강 등을 만드는 데 주로 사용됐던 이켈이 전기차 시장에서 새롭게 주목받고 있습니다. 바로 니켈이 전기차 배터리의 성능을 결정짓는 양극재의 핵심 소재이기 때문인데요.
전기차에 탑재되는 리륨이온 배터리에 가장 많이 쓰이는 양극제가 니켈이 포함된 ncm이라는 사실, 알고 계셨나요? 특히 양극제에서 니켈의 비중이 커질수록 배터리의 에너지 밀도가 높아지고 전기차 1회 충전시 주행거리도 늘어난다는 장점이 있습니다.
하이니켈이란?
여기서 하이니켈이란, 니켈의 함유량이 80% 이상인 것을 말하는데요. 업계에서는 값비싼 코발트 대신 니켈의 비중을 높인 하이니켈 배터리 개발을 통해 배터리의 용량과 출력을 개선하려는 연구가 한창인데요. 최초의 ncm은 각각 원소의 비중이 1대 1대 1이었으나 니켈의 비중을 높이고 알루미늄을 추가한 ncma를 개발하기도 했습니다.
앞으로 전기차 배터리 성능을 향상시키기 위한 양극재 소재 개발로 니켈의 수요는 더욱 늘어날 것으로 보이며 자원 확보의 중요성도 커지고 있는 상황입니다.
에크프로비엠이 주목받는 이유
그런데, 바로 이러한 하이니의 양극제 최선두 기업이 우리나라라는 사실, 여러분은 알고 계셨나요? 그 회사는 바로 에코프로비엠인데요.
에코프로비엠의 하이니켈 기술은 2009년 한양대학교에서 특허 기술을 이전받았고,2018년 경부터 대량 양산을 시작했는데요. 세계 최초로 코어셀 구조 배터리 양극제를 개발했고 중심부의 니켈 함량을 높이고 표면은 안전성이 높은 망간으로 감사 이켈과 전액 반응을 억제하여 용량과 안전성 수명을 동시에 만족케 하는 기술을 이전받은 에코프로비엠의 하이니켈 기술은 그렇기에 국내 뿐 아니라 세계적인 주목을 받고 있다고 합니다.
이상으로 오늘은 하이니켈이란 무엇인지, 그리고 어째서 우리나라 기업인 에코프로비엠이 이렇게 주목을 받고 있는지에 대하여 간략하게 알아보았습니다.
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