[파이낸셜뉴스] 롯데에너지머티리얼즈는 전북 익산2공장에 150억원을 투자해 차세대 전고체 배터리의 핵심소재인 '황화물계 고체전해질' 생산을 위한 파일럿 공장을 완공했다고 5일 밝혔다. 파일럿 공장은 부지 1619㎡를 활용해 연산 70t의 고체전해질을 생산할 수 있는 규모다. 롯데에너지머티리얼즈는 인허가 승인이 마무리되는 이달말부터 시가동에 들어가 연말에 초도 샘플을 생산할 계획이다. 롯데에너지머티리얼즈가 개발한 황화물계 고체전해질은 △고이온전도 입도제어 기술 △수분안정성 및 고이온전도 조성 △건식·습식 합성 등 양산 공정개발 능력을 보유했다. 고체전해질 입자의 크기와 분포를 조절하는 고이온전도 입도제어 기술을 통해 배터리의 충방전 속도가 빠르고 효율이 좋다. 수분안정성 조성으로 황화물계 고체전해질이 수분에 노출돼도 화학적 구조와 성능을 유지해 배터리 성능이 저하되거나 수명이 단축되는 단점을 극복해준다. 또한 고이온전도 조성으로 리튬 이온을 고체전해질 내에서 빠르고 효율적인 이동을 도와 배터리의 충방전 속도가 향상된다. 롯데에너지머티리얼즈는 올해 연말까지 시가동 및 안정화 단계를 거쳐 국내외 전고체전지 관련 기업에 평가용 샘플을 제공할 예정이다. 2025년까지 고객사 대상 최종 승인 및 제품 공급계약을 확정하면 2026년에 연산 1200t 규모의 생산설비 증설을 시작으로 2027년에 본격 양산할 계획이다. 특히, 국내 최초로 개발을 완료한 '니켈도금박'과 연계해 전고체 소재 토털 솔루션을 제공한다는 전략이다. 앞서 롯데에너지머티리얼즈가 개발한 고객맞춤형 니켈도금박은 니켈 두께와 동박의 강도를 고객사의 요구에 따라 다양하게 조절할 수 있다. 김연섭 롯데에너지머티리얼즈 대표이사는 "연구소 단계에서부터 고객사로부터 좋은 평가를 받았던 황화물계 고체전해질을 본격적으로 생산할 준비를 마쳤다"며 "전고체용 배터리 소재이자 차세대 배터리 음극 집전체인 니켈도금박과 함께 고객사 세일즈를 통해 전고체 시장에서 소재 리딩기업으로 앞서 나가겠다"고 말했다.   kim091@fnnews.com 김영권 기자

[파이낸셜뉴스] 한국전기연구원(KERI) 차세대전지연구센터 하윤철 박사팀이 전고체전지의 성능을 높일 수 있는 기술을 개발했다. 전고체전지에 들어가는 전극판 제조때 양극활물질에 고체전해질을 부분 코팅하는 방법을 적용한 것이다. 이를 시제품에 적용한 결과, 1000번 이상 충방전 동안에도 전지가 가지고 있는 용량의 80.6% 이상을 유지했다. 연구진은 이 기술 관련 특허까지 확보하고 관련 수요업체를 발굴해 상용화를 추진할 계획이다. 하윤철 박사는 29일 "전고체전지 보급 확대를 위해 고체전해질 자체의 고성능화와 저가격화도 중요하지만, 이온과 전자의 흐름을 원활하게 돕는 전극판을 효과적으로 만드는 구조 설계와 제조 공정 기술도 중요하다"고 설명했다. 그러면서 "최적의 비율로 고체전해질이 부분 코팅된 양극활물질 복합소재를 통해 전극판의 기능성을 높이고, 전고체전지 성능 향상에 기여할 수 있을 것"이라고 말했다. 전고체전지는 화재나 폭발 위험이 극히 낮아 차세대 전지로 주목받고 있다. 하지만 전해질이 '고체'라는 특성 때문에 액체전해질로 만든 전지보다 훨씬 높은 기술력이 요구되며 제조가 어렵다. 특히 전극판 제조 과정에서 내부의 양극활물질, 고체전해질, 도전재, 바인더를 효과적으로 혼합하고 분산시키는 기술이 중요하다. 연구진은 "전고체전지는 전자와 리튬이 잘 전달될 수 있는 구조로 채널을 만들어야 하고, 각 부품간 접촉면에서의 저항을 낮춰야 하는 등 까다로운 조건을 만족시켜야 한다"고 설명했다. 연구진은 전고체전지의 성능을 향상시키기 위해 양극활물질에 고체전해질을 부분적으로 코팅하는 방법을 활용했다. 고체전해질은 산소와 수분에 민감해 잘못 활용하면 변질돼 성능이 떨어진다. 우선 이를 극복하기 위해 화학 반응을 일으키지 않는 '비활성 기체'를 사용할 수 있는 특수 장비 '블레이드 밀'을 개발했다. 연구진은 이 장비로 다양한 형태의 고체전해질 코팅 구조를 연구하고, 양극활물질과의 최적 혼합 비율 등을 실험하고 검증했다. 이후 다양한 시뮬레이션을 통해 전고체전지의 이론 용량 대비 실제 구동 용량과 저전류 충·방전 대비 고속 충·방전을 향상시킬 수 있는 데이터를 확보했다. 연구진은 시뮬레이션에서 나온 결과를 바탕으로 전고체전지 파우치 셀을 만들어 성능을 테스트했다. 그결과, 전고체전지는 1000번의 충방전하는 동안 80.6%의 용량을 유지했다. 한편, 하윤철 박사팀은 경희대 응용화학과 김병곤 교수팀, 중앙대 에너지시스템공학부 문장혁 교수팀, 부산대 재료공학부 이승기 교수팀과 협력해 개발한 이 기술을 에너지 분야 국제 저명 학술지인 '에너지 스토리지 머티리얼스(Energy Storage Materials)'에 발표했다. monarch@fnnews.com 김만기 기자

SK온이 상온에서도 구동할 수 있는 '리튬 메탈 배터리용' 고분자 전해질 공동개발에 성공했다. SK온은 고(故) 굿 이너프 텍사스대 교수의 제자인 하디 카니 교수 연구팀과 신규 고분자 전해질인 'SIPE'를 개발했다고 16일 밝혔다. 굿 이너프 교수는 리튬이온 배터리 용량을 2배로 늘린 배터리 선구자다. 2019년 97세에 노벨화학상을 받아 최고령 노벨상 수상 기록을 세웠다. 연구는 전기화학 분야의 권위 있는 학술지 '일렉트로케미컬 소사이어티'에 게재됐다. 고분자 전해질은 가격이 저렴하고 제조가 용이해 차세대 고체 배터리 소재로 주목받는다. 하지만 산화물계, 황화물계에 비해 이온전도도가 낮아 70~80도의 고온에서만 구동하는 점이 극복해야 할 과제다. SIPE는 이온전도도와 리튬 이온 운반율을 개선해 상온 구동을 가능하게 했다. 기존 고분자 전해질 대비 상온 이온전도도를 약 10배까지 끌어올렸으며, 리튬 이온 운반율도 0.2에서 0.92로 5배 가까이 늘렸다. 실험 결과 SIPE를 적용한 배터리는 저속 충·방전(0.1C) 대비 고속 충·방전(2C) 시 배터리 방전 용량이 77%로 유지됐다. 고속 충전 시 방전 용량 저하 현상을 최소화한 것이라고 회사 측은 설명했다. 덴드라이트 형성을 억제한 점도 주목된다. 덴트라이트는 충·방전 과정에서 리튬 이온이 양극과 음극을 오갈 때 음극 표면에 쌓이는 가지 모양의 결정체로, 배터리의 수명과 안전성을 저하하는 원인이다. 또 SIPE는 높은 기계적 내구성을 갖춰 대량생산이 가능하고, 열적 안전성이 우수해 250도 이상 고온에도 견딜 수 있다.김태경 SK온 차세대배터리센터장은 "고분자 전해질을 적용한 고체 배터리 개발에 한층 속도를 높일 수 있을 것으로 기대한다"며 "향후 차세대배터리 분야의 성장 기회를 선점해 나갈 것"이라고 말했다. 박소연 기자

【파이낸셜뉴스 횡성=김기섭 기자】 고체전해질 전문기업 솔리비스가 연내에 강원도 횡성에 전고체전지용 고체전해질 생산공장을 설립한다. 28일 솔리비스에 따르면 올해 상반기 중 횡성군 우천산업단지에 7444㎡ 규모의 대규모 양산공장을 설립, 연내에 월 3t 규모의 고체전해질 생산시설을 가동할 계획이다. 솔리비스는 2년간 10억원의 연구개발비를 투입해 최첨단 고체전해질 생산공정 3세대 습식합성 양산플랫폼을 개발하는데 성공했으며 양산을 위해 1단계로 총 152억원을 투입해 공장동, 유틸리티동, 창고동, 사무동 등 공장건물 4개동을 건설, 올해 안에 월간 생산능력(CAPA) 3t을 달성할 방침이다. 솔리비스는 이차전지 제조사와 자동차 OEM이 요청해 온 샘플물량을 생산하기 위해 2023년 경기도 하남미사지구 소재 중앙연구소 내에 월생산량 100kg 규모의 파일럿 생산라인을 구축했고 지난 2월 200kg 규모, 4월 500kg 규모로 빠르게 월간 생산능력을 확대해 왔다. 하지만 국내외 고체전해질 수요를 감당하기엔 턱없이 부족하다고 판단, 횡성에 양산 공장을 새로 구축하기로 했다. 고체전해질은 꿈의 전지라 불리는 전고체 배터리의 핵심 소재로, 화재와 폭발로부터 자유로워 궁극적인 안전성을 확보할 뿐만 아니라 훨씬 많은 양의 전기에너지를 저장할 수 있음에도 불구하고 현재 업계에서 적용하고 있는 합성법으로는 양산제품의 핵심성능지표인 이온전도도가 낮다는 점이 문제로 지적돼 왔다. 솔리비스 고체전해질은 이같은 낮은 이온전도도 문제를 해결한 것으로, 국내외 배터리 기업들과 실증테스트를 실시한 결과 현재까지 알려진 학술연구와 시험을 통틀어 가장 높은 이온전도도를 기록했다. 솔리비스는 제품의 순도, 입도 등을 고객사의 요청에 신속히 대응할 수 있는 원천기술과 양산기술을 보유하고 있고 생산공정도 단순해 생산원가 측면에서도 경쟁력을 갖추고 있어 시장에서 선두주자로 주목받고 있다. 한편 솔리비스는 지난 20일 신동욱 솔리비스 대표, 김진태 강원특별자치도지사, 김명기 횡성군수 등이 참석한 가운데 강원도청에서 '횡성 공장신설 투자협약식'을 체결했다. kees26@fnnews.com 김기섭 기자

[파이낸셜뉴스] 한국전기연구원(KERI) 차세대전지연구센터 박준우 박사팀이 전고체전지의 고체전해질을 공정 과정과 비용을 절반으로 줄이면서도 품질을 2배 이상 높이는 기술을 개발했다. 이는 '고체전해질 입자크기 제어 및 습식 합성 공정' 기술로, 복잡한 과정 없이 간단한 습식 합성 공정만으로 미세한 고체전해질을 제조할 수 있게 된 것이다. 18일 전기연구원에 따르면, 기존의 고에너지 볼밀링을 통한 '건식 합성' 및 분쇄 기술로 만든 고체전해질의 이온 전도도는 2mS/㎝이지만, 새 기술로 만든 고체전해질은 4.98mS/㎝로 2.5배 높다. 박준우 박사는 "원재료의 적절한 선택과 화학 반응의 확실한 제어를 통한 '단순 공정'으로 고체전해질을 미세화하기 위해 진행됐던 복잡하고 비싼 공정을 건너뛸 수 있게 됐다"며 "매우 간단해진 공정에도 고체전해질의 품질은 훨씬 뛰어나 양산화·상용화를 위한 '기업 접근성'과 '효율성'을 모두 확보했다"고 말했다. 고체전지는 양극과 음극 사이에서 이온을 전달하는 '전해질'을 액체가 아닌, 화재나 폭발 위험성이 낮은 고체로 대체한 것이다. 하지만, 고체전해질은 전고체전지에 활용되려면 입자 크기가 머리카락 굵기의 100분의 1에 해당하는 수 마이크로미터 수준으로 매우 작아야 한다. 그동안 국내외 많은 연구진이 다양한 방법으로 제조했던 고체전해질은 입자가 커서 기계적인 분쇄 등 별도의 공정이 필요했다. 이 과정에서 시간적·물리적 비용 소모가 드는 것은 물론, 분쇄로 인한 고체전해질의 성능 저하는 상용화를 막는 큰 걸림돌이었다. 연구진이 개발한 기술은 단순한 공정만으로 미세하고 이온 전도도까지 높은 고체전해질을 대량으로 생산할 수 있다. 황화리튬 등 미세한 원재료를 도입하고, 각각의 물질이 화학 반응으로 발생시키는 '핵 생성(Nucleation)' 속도를 제어해 최종 생성물의 입자 크기를 크게 줄이는 방법을 활용했다. 이를통해 복잡한 과정 없이 간단한 습식 합성 공정만으로 미세한 고체전해질을 제조할 수 있게 된 것이다. 전기연구원은 전고체전지와 관련된 특허 출원 등을 다수 완료했으며, 기업에 기술이전을 추진할 계획이다. 한편, 연구진은 이번에 개발한 기술을 에너지 분야 국제 저명 학술지인 '에너지 스토리지 머티리얼스(Energy Storage Materials)'에 발표했다. monarch@fnnews.com 김만기 기자

SK온이 세계 최고 수준의 리튬이온 전도도를 갖는 산화물계 고체전해질 공동개발에 성공했다. 해당 고체전해질이 적용된 리튬이온 배터리는 이론상 배터리 용량을 25%까지 획기적으로 늘릴 수 있다. SK온은 8월 31일 단국대 신소재공학과 박희정 교수 연구팀과 공동개발한 산화물계 고체전해질 관련 연구결과가 세계적으로 저명한 학술지인 '어드밴스드 펑셔널 머티리얼스' 표지논문에 게재됐다고 밝혔다. SK온과 단국대 공동연구팀은 해당 기술에 대해 국내외 특허 출원도 완료했다. SK온에 따르면 이 고체전해질은 리튬이온 전도도를 크게 높이고, 대기 안정성까지 확보했다. 리튬이온 전도도는 전해질 내 리튬이온의 이동속도로, 속도가 빠를수록 이차전지 배터리 출력이 커지고 고속으로 충전된다. 양측 연구팀은 산화물계 고체전해질 소재인 리튬-란타넘-지르코늄-산소(LLZO)의 첨가물질 조정을 통해 리튬이온 전도도를 기존보다 70% 개선했다. 또 미세구조 제어기술을 활용, 안전성을 높였다. SK온 관계자는 "고체전해질은 통상 수분(H2O)과 이산화탄소(CO2)에 취약해 장시간 대기에 노출되면 전해질로서의 기능이 떨어지지만 이번 고체전해질은 매우 우수한 안정성을 보였다"고 설명했다. 배터리 용량도 늘릴 수 있다. 액체전해질을 사용한 리튬이온 배터리(LiB)의 사용 전압은 최대 4.3볼트(V)지만 산화물계 고체전해질을 사용할 경우 최대 5.5V까지 늘어난다. 이를 배터리 제작에 적용할 경우 이론적으로는 배터리 용량을 최대 25% 늘리는 것이 가능하다. 최경환 SK온 차세대배터리연구센터장은 "이온전도도와 대기안정성을 모두 갖춘 이 고체전해질은 고품질 전고체배터리를 만들기 위한 혁신기술로 파급효과가 매우 클 것"이라며 "압도적인 미래 기술경쟁력을 바탕으로 향후 차세대 배터리 분야의 성장 기회를 선점해 나가겠다"고 말했다. kjh0109@fnnews.com 권준호 기자

SK온이 세계 최고 수준의 리튬이온전도도를 갖는 산화물계 신(新)고체전해질 공동 개발에 성공했다는 소식에 지난해 SK온에 6506억원 규모의 배터리모듈용 부품 공급계약을 체결한바있는 인지컨트롤스(023800)가 강세다. 이날 한 매체에 따르면 SK온은 단국대 신소재공학과 박희정 교수 연구팀과 공동 개발한 산화물계 고체전해질 관련 연구 결과가 세계적으로 저명한 학술지 '어드밴스드 펑셔널 머티리얼스' 표지논문에 게재됐다고 31일 밝혔다. SK온과 단국대 연구팀은 산화물계 고체전해질 소재인 LLZO(리튬·란타넘·지르코늄·산소)의 첨가물질을 조정해 리튬이온전도도를 기존보다 70% 개선, 세계 최고 수준으로 높였다고 설명했다. 리튬이온전도도는 전해질 내 리튬 이온의 이동 속도다. 속도가 빠를수록 배터리 출력이 커지고 고속으로 충전된다. LLZO의 미세구조를 균일하게 제어하는 기술로 대기 안정성도 확보했다. 배터리 용량도 크게 늘릴 수 있다. 특히 액체전해질을 사용한 리튬이온배터리(LiB)의 최대 사용 전압은 최대 4.3볼트(V)지만, 산화물계 고체전해질을 사용할 경우 최대 5.5V까지 늘어난다. 이를 배터리 제작에 적용할 경우 이론적으로는 배터리 용량을 최대 25% 늘리는 것도 가능하다고 SK온은 설명했다. 최경환 SK온 차세대배터리연구센터장은 "이온전도도와 대기안정성을 모두 갖춘 이 고체전해질은 고품질의 전고체 배터리를 만들기 위한 혁신 기술로 파급 효과가 매우 클 것"이라며 "미래 기술 경쟁력을 바탕으로 향후 차세대 배터리 분야의 성장 기회를 선점하겠다"고 말했다. 한편, 인지컨트롤스는 1978년 설립된 자동차 부품 전문업체다. 전기차용 배터리 케이스와 TMS 모듈(Module), 수소차용 멀티밸브 등을 생산 중이다.자동차부품의 제조 및 판매기업인 인지컨트롤스는 국내외 완성차 업체에 부품을 제조해 판매하고 있으며 멀티밸브와 관련해 국내 시장 약 90% 점유율을 확보하고 있다. 디지털뉴스룸 onnews@fnnews.com

[파이낸셜뉴스] SK온이 세계 최고 수준의 리튬이온 전도도를 갖는 산화물계 고체전해질 공동개발에 성공했다. 해당 고체전해질이 적용된 리튬이온 배터리는 이론상 배터리 용량을 25%까지 획기적으로 늘릴 수 있다.   SK온은 8월 31일 단국대 신소재공학과 박희정 교수 연구팀과 공동 개발한 산화물계 고체전해질 관련 연구결과가 세계적으로 저명한 학술지인 '어드밴스드 펑셔널 머티리얼스' 표지 논문에 게재됐다고 밝혔다. SK온과 단국대 공동 연구팀은 해당 기술에 대해 국내외 특허 출원도 완료했다. SK온에 따르면 이 고체전해질은 리튬이온 전도도를 크게 높이고, 대기 안정성까지 확보했다. 리튬이온 전도도는 전해질 내 리튬 이온의 이동 속도로 속도가 빠를수록 이차전지 배터리 출력이 커지고 고속으로 충전된다. 양측 연구팀은 산화물계 고체전해질 소재인 리튬-란타넘-지르코늄-산소(LLZO)의 첨가물질 조정을 통해 리튬이온 전도도를 기존보다 70% 개선했다. 또 미세구조 제어 기술을 활용, 안전성을 높였다. SK온 관계자는 "고체전해질은 통상 수분(H2O)과 이산화탄소(CO2)에 취약해 장시간 대기에 노출되면 전해질로서의 기능이 떨어지지만 이번 고체전해질은 매우 우수한 안정성을 보였다"고 설명했다. 산화물계 고체전해질은 황화물계에 비해 이온전도도가 낮지만 화학적 안정성이 우수해 양극 물질과의 반응성이 적고 리튬 덴드라이트(충·방전 시 리튬 이온이 양극과 음극을 오갈 때 음극 표면에 쌓이는 가지 모양 결정체) 현상을 억제할 수 있어 흑연 음극을 고용량인 리튬 메탈로 대체할 수 있다. 배터리 용량도 늘릴 수 있다. 액체전해질을 사용한 리튬이온배터리(LiB)의 최대 사용 전압은 최대 4.3볼트(V)지만 산화물계 고체전해질을 사용할 경우 최대 5.5V까지 늘어난다. 이를 배터리 제작에 적용할 경우 이론적으로는 배터리 용량을 최대 25% 늘리는 것이 가능하다. 해당 고체전해질은 현재 니켈·코발트·망간(NCM) 양극재를 기반으로 하는 전고체배터리 외에도 차세대배터리로 꼽히는 리튬-황 배터리와 리튬-공기 배터리를 전고체화할 수 있는 소재로 활용할 수 있다.  최경환 SK온 차세대배터리연구센터장은 ”이온전도도와 대기안정성을 모두 갖춘 이 고체전해질은 고품질 전고체배터리를 만들기 위한 혁신 기술로 파급효과가 매우 클 것”이라며 “압도적인 미래 기술 경쟁력을 바탕으로 향후 차세대배터리 분야의 성장 기회를 선점해 나가겠다”고 말했다. 한편 SK온은 고분자-산화물 복합계와 황화물계 등 두 종류의 전고체배터리를 개발하고 있다. 두 종류 모두 2026년 시제품 생산, 2028년 상용화를 목표로 하고 있다. kjh0109@fnnews.com 권준호 기자

[파이낸셜뉴스] 엔켐의 주가가 강세다. 최근 미국 대형연기금중 한 곳이 전고체 배터리 업체를 인수했다는 사실이 알려지자 전고체 배터리 고체 전해질 개발업체인 티디엘에 투자한 엔켐에도 기대 매수세가 몰린 것으로 보인다. 21일 오전 10시 52분 현재 엔켐은 전일 대비 2000원(+3.16%)상승한 6만 5200원에 거래되고 있다. 현지시간 19일 미국 증권거래위원회(SEC)에 따르면 미국 대형 연기금중 한 곳인 콜로라도 공직자 퇴지협회(PERA)가 전고체 배터리 개발 업체인 퀀텀스케이브 지분 6만 1247주를 50만 1000달러(약 7억원 규모)에 인수했다. 퀀텀스케이프는 최근 전기차용 고체 리튬 금속 배터리 분야에서 투자자와 애널리스트의 많은 주목을 받고 있다. 특히 전고체 배터리 개발 프로젝트가 순항하면서 사업 성장에 대한 기대감이 높아진다. 퀀텀스케이프는 지난달 주주들에게 보낸 서한을 통해 전고체 배터리 상용화가 임박했다는 소식을 전하기도 했다. 이같은 소식에 이달 초 국내 최고의 전고체 배터리 기술력을 지닌 티디엘의 지분을 인수한 엔켐에도 관심이 몰린 것으로 보인다. 앞서 엔켐은 지난 1일 '티디엘(TDL)'의 지분 54.56%를 198억원에 취득한다고 밝혔다. 이번 투자는 이차전지 핵심소재 중 하나인 전해액에 대해 국내 최대 생산 기업이자 글로벌 시장점유율 4위인 엔켐이 미래 배터리 전해질 소재 기술 확보와 현재 전기차(EV)중심의 제품 생산에 더해 ESS 분야로의 적극적인 사업확대를 위한 것이다. 엔켐은 전고체 배터리 상용화가 가능한 기술개발 역량을 보유하고 있는 티디엘 인수로 시장에서 연구·개발 역량을 한층 강화할 수 있는 계기를 마련함과 동시에 기업이미지 제고는 물론, 향후 전고체 배터리의 본격 상용화 시 제품 포트폴리오의 다각화도 가능할 전망된다. 티디엘은 2004년 설립 된 전고체 배터리 및 전고체 배터리용 개발 전문 벤처기업이다. 티디엘은 실증특례 제도를 이용해 한국전력과 지자체에 ESS용 전고체 배터리를 우선 공급하고 있으며, 고온·고압의 안정적인 방산용 배터리 납품도 추진하고 있다. 이 외에도 티디엘은 향후 전기차(EV)용 모델의 출시도 계획하고 있다. 엔켐 관계자는 "이번 인수로 양 사간 사업 시너지가 발휘돼 티디엘의 강점인 산화물계 전고체 배터리 개발 역량이 한 층 강화되는 것은 물론, 상업화 측면에서도 더욱 빠르게 시장에 안착할 수 있을 것"이라며 "황화물계 전고체 배터리 보다, 소형 제품에 적합한 산화물계 전고체 배터리의 상용화가 더 빠르게 진행될 것"이라고 말했다. 한편 티디엘은 내년 상반기 상장을 목표로 대신증권을 상장 대표 주관사로 선정하고 IPO를 위한 기술평가신청 등 일련의 과정을 진행하고 있다. kakim@fnnews.com 김경아 기자

[파이낸셜뉴스] 한국전기연구원(KERI) 이차전지연구단 박준호 박사팀이 전고체전지의 고체전해질을 싸고 빠르게 만드는 '간단 합성법'을 개발했다. 이 방법을 이용하면 원재료 비용의 95%를 차지하는 황화리튬은 물론 첨가제가 필요 없으며, 기존에 만드는 공정보다 절반 이상 시간을 단축할 수 있다.박준호 박사는 15일 "고체전해질에 들어가는 황화리튬이 ㎏당 1000만원이 넘는데, 이를 사용하지 않으면 재료비를 최대 25분의 1 수준으로 절감할 수 있다"고 말했다. 고체전해질 제조법은 고에너지 볼 밀링 공정을 통한 '건식 합성법'과 용액의 화학 반응을 활용하는 '습식 합성법'이 있다. 연구진은 공정의 스케일업 및 양산화 관점에서 유리한 습식 합성법에 집중했다. 기존 습식 합성법에서는 황화리튬이 반응하지 않고 불순물로 남아 셀 성능을 떨어뜨리는 경우가 발생한다. 박준호 박사는 "황화리튬의 품질을 높이기 위한 합성연구를 진행하던 중 고체전해질을 위한 원소까지 추가 투입해 한번에 만들어 보니 고순도의 고체전해질이 만들어졌다"고 설명했다. 연구진이 개발한 간단 합성법은 기존 습식 공정 대비 황화리튬은 물론 어떠한 첨가제나 추가 공정 없이도 고순도의 고체전해질을 만들었다. 또 비용은 기존 황화리튬을 사용했던 재료비 대비 무려 25분의 1 수준으로 절감할 수 있다. 이와함께 제조 공정 시간도 줄었다. 현재 가장 많이 사용하는 건식 합성법은 2~3일 정도 걸리지만, 연구진의 합성법은 24시간 이내 정도로 단축했다. 박준호 박사는 "연구원에서 수년간 축적해 온 고체전해질 제조 노하우를 기반으로, 유기 용매 내에서 시작물질의 최적 화학반응 조합을 통해 고순도의 고체전해질을 쉽고 간단하게 제조할 수 있는 방식을 찾았다"고 말했다. 또한 "전고체전지 상용화의 가장 큰 난관인 가격 경쟁력과 대량생산 이슈를 모두 해결할 수 있을 것"이라고 전망했다. monarch@fnnews.com 김만기 기자