NEST LAB은 차세대 이차전지의 성능을 극대화하기 위해 단결정형 Ni-rich 양극재와 Li-/Mn-rich 양극재의 개발에 주력하고 있습니다. 단결정형 Ni-rich 양극재는 높은 에너지 밀도와 우수한 사이클 수명을 제공하는 동시에, 기존의 다결정형 소재에서 발생하는 미세균열과 구조적 불안정성을 효과적으로 억제할 수 있습니다. 이를 위해 연구실에서는 공융염을 활용한 새로운 합성법, 기계적 밀집화, 표면 코팅 및 도핑 등 다양한 소재 공학적 접근을 시도하고 있습니다. Li-/Mn-rich 양극재는 추가적인 산화환원 반응을 통해 기존 양극재 대비 더 높은 용량을 구현할 수 있으나, 화학적 불안정성과 전압 저하, 구조적 변화 등 여러 난제가 존재합니다. NEST LAB은 입자 크기 제어, 과잉 리튬 분포의 최적화, 격자 산소 안정화 등 혁신적인 소재 설계와 합성 전략을 통해 이러한 문제를 해결하고 있습니다. 실제로, 다양한 국제 저널에 발표된 연구 결과들은 이들 소재가 상용화에 가까운 수준의 성능과 안정성을 확보할 수 있음을 입증하고 있습니다. 이러한 연구는 고용량·고출력 이차전지의 상용화에 필수적인 기반 기술로, 전기차, 에너지 저장장치(ESS) 등 다양한 응용 분야에서의 파급 효과가 매우 큽니다. 앞으로도 NEST LAB은 단결정형 및 Li-/Mn-rich 양극재의 구조적·화학적 한계를 극복하고, 실질적인 산업 적용을 위한 연구를 지속적으로 추진할 계획입니다.

NEST LAB은 환경적·경제적 지속가능성을 실현하기 위해 폐배터리 리사이클링 및 업사이클링 기술 개발에 집중하고 있습니다. 전기차 및 각종 전자기기의 사용 증가로 인해 배터리 폐기물이 급증하고 있으며, 이를 효과적으로 처리하고 자원을 재활용하는 것은 미래 에너지 산업의 핵심 과제로 떠오르고 있습니다. 연구실은 공융염을 활용한 혁신적인 업사이클링 공정, 폐 Ni-lean 및 LFP 양극재의 고성능 Ni-rich 또는 XTP 양극재로의 전환 등 다양한 기술을 개발하고 있습니다. 특히, 공융염 기반의 리사이클링 공정은 기존의 고온·고에너지 소비형 방식에 비해 에너지 효율이 높고, 유해 부산물 발생을 최소화할 수 있는 친환경적 접근법입니다. 이 기술은 폐양극재의 미세구조와 조성을 정밀하게 제어하여, 재생된 소재가 신품 수준의 전기화학적 특성을 갖도록 만듭니다. 또한, 업사이클링을 통해 기존 소재의 한계를 극복하고, 새로운 기능성 소재로 재탄생시키는 연구도 활발히 진행 중입니다. 이러한 리사이클링 및 업사이클링 기술은 자원 순환 경제 실현과 탄소 배출 저감에 크게 기여할 수 있습니다. NEST LAB은 앞으로도 폐배터리의 고부가가치화, 친환경 공정 개발, 산업적 확장성 확보를 목표로 연구를 지속할 예정입니다.

NEST LAB은 차세대 이차전지 시스템의 혁신을 위해 전기화학공학적 원리와 첨단 소재 설계 기술을 융합한 연구를 수행하고 있습니다. 기존 리튬이온전지의 한계를 극복하고, 고체전해질 기반의 ASSB(전고체전지), DRX(Disordered Rocksalt) 양극재 등 새로운 시스템의 상용화를 위한 핵심 소재 및 공정 개발에 집중하고 있습니다. 이를 위해 계면공학, 벌크/표면 엔지니어링, 신개념 전해질 개발 등 다양한 다학제적 접근을 시도하고 있습니다. 특히, DRX 양극재와 같은 비정질 구조의 소재는 기존의 층상구조 양극재와는 다른 이온 이동 메커니즘과 높은 에너지 밀도를 제공할 수 있어, 미래 배터리 시장에서 주목받고 있습니다. 연구실은 DRX 양극재의 합성, 구조-성능 상관관계 규명, 전해질과의 상호작용 분석 등 기초부터 응용까지 폭넓은 연구를 전개하고 있습니다. 또한, 전고체전지용 압력 없는 고성능 양극재, 저압·상온에서 작동하는 신개념 전해질 등 차세대 배터리 시스템의 실현을 위한 소재 설계에도 앞장서고 있습니다. 이러한 연구는 배터리의 에너지 밀도, 안전성, 수명 등 전반적인 성능 향상에 기여하며, 미래 에너지 저장 기술의 패러다임을 변화시킬 것으로 기대됩니다. NEST LAB은 전기화학공학의 이론과 실험을 바탕으로, 차세대 배터리 소재 및 시스템의 혁신을 선도하고 있습니다.