배터리융합공학과

강원대학교 문화예술·공과대학
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세상의 꿈과 희망의 길을 준비합니다

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배터리융합공학과 김영진, 최성훈 교수 연구팀, 나트륨이온전지 접합부 설계로 전지 수명 향상

강원대학교(총장 정재연) 춘천캠퍼스(캠퍼스총장 유기억) 문화예술·공과대학 배터리융합공학과 김영진·최성훈 교수 연구팀은 나트륨이온전지의 양극과 알루미늄 집전체 사이 접합부를 강화해 전지 수명을 향상시키는 원리를 규명하고, 관련 연구논문을 물리·화학·나노과학 분야 국제학술지 「Small」에 게재했다. 이번 연구는 나트륨이온전지의 충·방전 과정에서 양극재의 반복적인 부피 변화로 전극과 집전체 사이 접합부가 박리되면서 용량이 감소하는 문제에 주목했으며, 새로운 전극 소재를 개발하는 대신 기존 제조공정에 적용 가능한 카본 프라이머 코팅 집전체를 활용해 접합부의 안정성을 높이는 방식으로 전지 수명을 개선했다. 연구진은 「Synergistic Electrostatic and Mechanical Anchoring at Cathode–Current Collector Junctions for Durable Sodium-Ion Batteries」를 주제로, 카본 프라이머 코팅 집전체의 작동 원리를 분석했으며, ▲집전체 표면의 기계적 맞물림 ▲양극재의 부피 변화를 흡수하는 완충 작용 ▲프라이머와 전극 바인더 사이의 정전기적 결합이 복합적으로 작용해 전극과 집전체 사이의 접착력을 높이는 것을 확인했다. 특히 카본 프라이머를 적용한 전극은 접착력이 기존 대비 14배 이상 높아졌으며, 이를 적용한 완전지는 300회 충·방전 이후에도 초기 용량의 88.7%를 유지해 접합부 설계만으로 나트륨이온전지의 장기 안정성과 수명을 크게 향상할 수 있음을 입증했다. 연구진은 실시간 X선 회절 분석과 전극 단면의 나트륨 분포 분석을 통해 양극–집전체 접합부가 안정적으로 유지될수록 전극 전체에서 균일한 전기화학 반응이 일어나는 것을 확인했으며, 나트륨이온전지의 성능 저하 원인이 양극 소재 자체뿐 아니라 집전체와의 접합부에도 있다는 점을 규명해 폴리음이온계 양극재의 장수명화를 위한 새로운 설계 기준을 제시했다. 이번 연구는 최시은 배터리융합공학과 대학원(석사) 졸업생이 제1저자로 참여하고 박승훈 화학공학전공 학부생 등이 공동저자로 참여했으며, 학생들이 실제 이차전지의 수명 저하 원인을 분석하고 산업 현장에 적용 가능한 해결방안을 제시했다는 점에서도 연구와 인력양성 성과를 함께 보여줬다. 김영진 배터리융합공학과 교수는 “이번 연구는 산업계에서 경험적으로 사용해 온 카본 프라이머 집전체의 작동 원리를 과학적으로 규명한 것”이라며 “제안된 접착 강화 원리는 부피 변화가 큰 다른 폴리음이온계 양극재에도 적용할 수 있어 장수명 나트륨이온전지 상용화에 기여할 것으로 기대한다”고 밝혔다. 최성훈 배터리융합공학과 교수는 “새로운 소재를 개발하지 않고도 집전체와 전극 사이 접합부를 다루는 것만으로 전지 수명을 크게 늘릴 수 있음을 보인 것이 이번 연구의 특징”이라며 “기존 전극 제조 공정에 그대로 적용할 수 있어 산업 현장에서의 활용도가 높을 것으로 본다”고 말했다. 한편, 이번 연구가 게재된 「Small」은 영향력지수(Impact Factor) 11.8, JCR 기준 관련 분야 상위 8.1%에 해당하는 국제학술지이며, 이번 연구는 이차전지소재·셀제조산업 전문인력양성사업(한국산업기술진흥원, KIAT)과 교육부 및 강원특별자치도의 재원으로 강원앵커센터 지역성장 인재양성체계의 지원을 받아 수행됐다.

2026-10-20

배터리융합공학과 김현경 교수, 『이달(10월)의 우수 연구자』선정

우리대학 춘천캠퍼스(캠퍼스총장 유기억) 문화예술·공과대학 배터리융합공학과 김현경 교수가 산학협력단이 선정하는 「이달(2026년 10월)의 우수 연구자」에 선정됐다. ‘이달의 우수 연구자’는 강원대학교 산학협력단이 교내 연구비 수주 확대와 산학협력 활성화를 위해 연구비 수주 및 산학협력 실적이 우수한 연구자를 매월 선정해 소개하는 제도로, 올해 2월부터 전월까지의 실적을 기준으로 선정한다. 김현경 교수는 한국연구재단 핵심연구사업(舊중견연구사업)을 비롯해 나노인텍㈜, 고려아연㈜ 온산제련소, 한국과학기술연구원, 카보랩, 포스코홀딩스㈜, 동진쎄미켐 등과 수행하는 총 7개 연구과제를 통해 6억 4,998만 2,000원의 연구비를 수주했다. 주요 연구과제는 ▲강원 무연탄 기반 이차전지 음극재용 하드카본 제조 기술 개발 및 배터리 제조 평가 ▲계면 안정화 및 덴드라이트 억제를 통한 고안정성 무음극 전고체 전지용 Polymer-in-Nanoceramic(PINC) 전해질 개발 ▲400 Wh/kg급 고안전 전고체전지 개발 ▲사용후 배터리 음극소재 선별 및 고순도화를 통한 재자원화 기술개발 등으로, 이차전지 소재와 전고체전지, 자원순환 분야를 중심으로 연구를 수행하고 있다. 또한 김현경 교수는 ‘나트륨 이온 이차전지용 복합 음극재의 제조방법 및 그에 의해 제조된 복합 음극재’에 대한 특허 1건을 등록하는 등 연구성과의 지식재산권 확보에도 성과를 거뒀다.

2026-10-20

배터리융합학과 김영진 교수, 「이달(9월)의 우수연구자」 선정

우리대학 춘천캠퍼스(캠퍼스총장 유기억) 문화예술·공과대학 배터리융합학과 김영진 교수가 산학협력단이 선정하는 「이달(2026년 9월)의 우수연구자」에 선정됐다. 「이달의 우수연구자」는 우리대학 산학협력단이 연구비 수주 확대와 산학협력 활성화를 위해 매월 연구비 수주 및 산학협력 실적이 우수한 연구자를 선정하는 제도다. 김영진 교수는 2026년 2월부터 8월까지 한국연구재단 신진연구사업을 비롯해 총 7건의 연구과제를 수행하며 약 3억 8,567만 원의 연구비를 수주했으며, 기술이전 1건의 산학협력 실적을 기록했다. 주요 연구과제로는 ▲AI 기반 이차전지 양극재 원자단위 구조·화학 통합 분석 플랫폼 개발 ▲단결정 Mid Ni 양극재 퇴화 메커니즘 규명 ▲군 이동형 ESS용 리튬이온배터리 셀 개발 및 검증 ▲고분자 전고체 양극용 리튬이온전지 셀 기술 개발 등이 있다. 우리대학 산학협력단은 앞으로도 우수한 연구성과와 산학협력 실적을 창출한 연구자를 지속적으로 발굴·소개하고, 연구 활성화와 산학협력 확대를 지원할 계획이다.

2026-09-23

배터리융합공학과·화학공학전공 학생 4명, 「2026 지산학프로젝트 & WE-MEET Matching Day」 최우수상 수상

*좌측 위부터 순서대로 김민상, 김태연, 박승훈, 박현지 학부생. 배터리융합공학과·화학공학전공 학생 4명, 「2026 지산학프로젝트 & WE-MEET Matching Day」 최우수상 수상 - 리튬이온전지 양극재용 셀룰로오스 기반 비불소계 바인더 연구 성과 인정 - 강원대학교(총장 정재연)는 춘천캠퍼스(캠퍼스총장 유기억) 문화예술·공과대학(학장 정구환) 소속 학생 4명이 지난 8월 31일(월) 열린 「2026 지산학프로젝트 & WE-MEET Matching Day」에서 최우수상을 수상했다고 밝혔다. 수상자는 배터리융합공학과 김민상·김태연·박현지 학생과 화공·생물공학부 화학공학전공 박승훈 학생으로, 배터리융합공학과 김영진 교수의 지도 아래 ‘Cellulose 기반 바인더 개발과 전기화학적 성능 평가’를 주제로 연구를 수행했다. 학생들은 강원대학교 첨단소재·나노융합 혁신융합대학 사업단(단장 서영호)의 WE-MEET 프로젝트 내 ‘학부생 연구인턴 A’ 프로그램에 참여했으며, 이를 통해 수행한 연구 성과를 바탕으로 이번 대회에 출전했다. 일부 불소계 소재는 자연환경에서 쉽게 분해되지 않고 장기간 잔류할 수 있어 환경적 우려가 제기되고 있다. 학생들은 불소계 소재 사용을 줄일 수 있는 대안을 모색하고자 셀룰로오스 기반 非불소계 바인더를 리튬이온전지 양극재에 적용하고, 이를 이용해 제조한 전극의 전기화학적 성능을 평가했다. 해당 연구의 우수성과 과제 수행 과정에서 보여준 실무 역량을 인정받아 최우수상을 수상했다. 중앙대학교 첨단소재·나노융합 혁신융합대학 사업단이 주최한 이번 행사는 지역사회·기업·대학이 협력해 거둔 성과를 공유하고 신규 프로젝트를 제안하기 위해 마련됐다. WE-MEET 프로젝트는 기업 현장 과제 수행을 통해 대학생의 실무 역량을 강화하는 프로그램이다. 이번 시상식에서는 대상 2팀(중앙대 1팀, 한남대 1팀), 최우수상 4팀(중앙대 3팀, 강원대 1팀), 우수상 6팀(중앙대 6팀)이 최종 선정됐다. 팀장을 맡은 박승훈 학생은 “이번 성과는 함께 연구한 팀원들의 노력과 연구실 선배들의 도움, 그리고 김영진 교수님의 아낌없는 조언과 지원이 있었기에 가능했다”며 “이번 수상을 계기로 더욱 책임감을 가지고 연구에 임하며, 앞으로도 끊임없는 도전과 탐구를 통해 배터리 소재 분야의 발전에 기여할 수 있는 연구자로 성장하겠다”고 소감을 밝혔다.

2026-09-21

신소재공학전공 황재환·이동근 대학원생, 「이공분야 학술연구지원사업」 선정

우리대학 일반대학원 에너지·인프라융합협동과정 신소재공학전공 석사과정에 재학 중인 황재환·이동근 대학원생(지도교수 최성훈)이 한국연구재단이 주관하는 「2026년도 이공분야 학술연구지원사업」 석사과정생 연구장려금 신규과제에 선정됐다. 「이공분야 학술연구지원사업」은 석·박사과정생부터 박사후연구자까지 학문후속세대의 성장 단계에 맞춰 연구기회를 제공하고, 연구자로서의 성장을 지원하기 위해 마련된 사업이다. 이번 선정에 따라, 황재환·이동근 원생은 각각 1년간 1,200만 원의 연구장려금을 지원받아 연구를 수행한다. 황재환 원생은 ‘결합수 바인더를 활용한 Na3V2(PO4)3 양극재의 Cathode electrolyte interphase 형성에 대한 메커니즘 제시 및 규명’을 주제로 연구를 진행하며, 이동근 원생은 ‘황화물계 전고체전지 분리막의 계면 안정성 향상을 위한 탄성 이오노머 바인더 개발’을 수행할 예정이다. 황재환·이동근 원생은 “항상 열정적으로 지도해 주시는 최성훈 교수님과 곁에서 응원해 준 연구실 동료들에게 감사드린다”며 “앞으로도 꾸준히 탐구하는 자세로 연구에 매진해 학문 발전에 기여할 수 있는 성과를 만들어가겠다”고 밝혔다.

2026-09-10

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