[파이낸셜뉴스] 전고체 배터리 및 전해질 개발 전문기업 티디엘(TDL)이 차세대 에너지 시장 공략에 박차를 가하고 있다. 지난해 전해액 전문기업 엔켐에 인수된 티디엘은 최근 신기술금융사인 플루토스로부터 조합을 통한 대규모 투자를 받았다. 23일 금융투자업계에 따르면 플루토스는 테라배터리솔루션투자1호조합을 통해 동반 출자해 티디엘 지분 33.75%를 확보했다. 플루토스의 이번 투자는 티디엘의 우수한 기술력과 성장 가능성을 높이 평가한 결과로 이를 통해 티디엘의 성장이 가속화될 것이란 전망이다. 티디엘은 지난 2004년 설립된 전고체 배터리용 전해질 개발 기업이다. 국내 최고 수준의 전고체 배터리 기술을 갖췄다는 평가를 받는다. 티디엘은 'DUMU-6070150'이라는 양산형 전고체 배터리를 자체 개발해 상용화에 성공했고, 이 제품은 에너지 저장장치(ESS) 등 다양한 산업에 적용 가능하다. 현재 티디엘의 연간 공장 생산 규모는 80MWh에 달한다. 또한 티디엘은 국내 최초로 전고체 배터리 관련 제품에 대해 조달청 품목 등록 및 직접 생산 인증을 획득해 국내외 시장 진출에 대한 탄탄한 기반을 마련했다. 티디엘은 이러한 기술력과 생산화 능력을 기반으로 매출과 이익 성장에 박차를 가하고 있다. 이를 통해 주주가치를 극대화하며 상장 준비에도 속도를 낼 계획이다. 티디엘 관계자는 "플루토스의 투자로 자본 구조를 더욱 강화하고, 이를 발판으로 상장 준비를 더욱 철저히 해 향후 글로벌 시장에서 경쟁력을 확보할 것”이라고 말했다. 티디엘은 지난 2019년에 산업은행, KB증권, 포스코, 유니드 등 국내 주요 기관 및 대기업들로부터 투자를 유치하며 잠재력을 인정받았다. 이번 플루토스의 지분 투자로 전고체 배터리 시장에서의 입지를 더욱 확고히 다질 예정이다. 앞서 지난해 8월 엔켐은 '꿈의 배터리'라 불리는 전고체 배터리 분야의 기술력 확보 차원에서 보유 현금 198억원을 들여 티디엘 지분 54.56%를 취득했다고 공시한 바 있다. 현재 엔켐은 티디엘 지분 35.01%를 보유하고 있다. 한편, 전고체 배터리는 현재 상용화된 리튬이온전지의 분리막과 액체 전해질을 고체 전해질로 바꾼 차세대 2차전지로 평가받는다. 지난해에는 미국의 대형 연기금 중 한 곳인 콜로라도 공직자 퇴직 협회(PERA)가 전고체 배터리 개발 업체인 퀀텀스케이브 지분 인수에 나서며 주목받기도 했다. kakim@fnnews.com 김경아 기자
2024-09-23 13:34:04[파이낸셜뉴스] 국내 연구진이 '꿈의 배터리'로 불리는 전고체 전지 상용화의 열쇠가 될 '저압 구동' 원리를 찾아냈다. 전고체 전지는 리튬이온전지를 대체할 차세대 이차전지이지만 사용할수록 부피가 커지고 성능이 떨어지는 단점이 있다. 12일 한국과학기술연구원(KIST)에 따르면 KIST 에너지저장연구센터 정훈기 박사팀은 전고체 전지의 고체 전해질에서 나온 황이 양극의 균열에 침투해 성능이 떨어진다는 것을 밝혀냈다. 이는 기존 연구와 달리 전고체 전지의 양극 부품 외부가 아닌 내부에서도 열화가 발생할 수 있음을 최초로 확인해 저압 환경에서도 전고체 전지가 안정적으로 구동될 수 있는 가능성을 보여준 것이다. 정 박사는 "일반 리튬이온 전지도 이런 현상이 있기는 하지만 지금까지 전고체 전지에서 일어나는 실험은 없었는데, 이번에 실험을 해보니 그 현상이 더 심했다"고 말했다. 이번 연구를 통해 전고체 전지의 성능 저하 원인을 밝혀냄으로써 문제 해결의 실마리를 찾게 된 것이다. 이를 해결할 경우, 그간 전고체 전지의 생산비용 상승의 주요 원인이었던 외부 보조장치를 제거해 경제성을 확보할 수 있게 될 것으로 기대된다. 지금까지 개발된 전고체 전지는 성능저하를 최소화하기 위해서는 높은 압력을 유지하는 장치를 추가해야 했다.이는 배터리의 부피와 생산공정이 늘면서 생산가격이 상승해 상용화의 걸림돌로 작용했다. 연구진은 황이 섞인 동전형 전고체 전지를 0.3MPa 수준의 저압 환경에서 반복 사용하면서 살펴봤다. 50회 충·방전을 시행한 결과, 니켈-코발트-망간(NCM) 양극층 부피가 2배에 가까운 178%로 팽창됐다. 또 내부 단면은 양극 소재와 고체 전해질 사이에 심한 균열이 발생했다. 연구진은 "이번 실험을 통해 저압 구동에서 열화의 원인이 전해질과 양극 접촉 외에도 양극의 내부 균열 등 상변화가 있다는 것을 밝혀냈다"고 설명했다. 또, 고체 전해질에 존재하는 리튬과 구분하기 위해 양극의 리튬을 동위원소(6Li)로 대체한 후 양극 내 리튬 소모가 셀 전체 용량 감소에 영향을 미치는 메커니즘까지 최초로 확인했다. 충·방전을 반복하는 과정에서 고체 전해질에서 나온 황이 양극 내부 균열에 비집고 들어가 전기가 통하지 않는 황화리튬을 만들어낸 것이다. 이는 활성 리튬이온을 고갈시킴으로써 전고체 전지의 용량을 감소시켰다. 정 박사는 "전고체 전지의 상용화를 위해서는 현재의 가압 환경이 아닌 무가압 또는 저압 환경에서 구동할 수 있는 새로운 양극 및 음극 소재의 개발이 필수적"이라며, "저압 구동형 전고체 전지를 전기자동차와 같은 중대형 응용 분야에 적용 시 기존의 리튬이온전지 제조시설을 최대한 활용할 수 있어 큰 도움이 될 것"이라고 말했다. 한편, 연구진은 전고체 전지의 성능 저하 원인을 에너지 재료 분야 국제 학술지 '어드밴스드 에너지 머티리얼스(Advanced Energy Materials)'에 발표했으며, 최신호 표지논문(Front cover)에 선정됐다. monarch@fnnews.com 김만기 기자
2023-11-12 10:58:58【도쿄=김경민 특파원】 닛산자동차가 2030년까지 전고체 배터리를 탑재한 전기자동차(EV)를 일본 내에서 판매할 것이라고 니혼게이자이신문(닛케이)이 26일 보도했다. 닛케이에 따르면 전날 나카쿠로 쿠니오 닛산자동차 부사장은 "현재 전고체 배터리 개발이 예정대로 진행되고 있다"며 "2030년까지는 차량에 탑재시켜 우선 일본에서 판매를 시작하겠다"고 밝혔다. 닛산은 이르면 내년께 전고체 배터리 생산을 위한 시험라인을 구축한다는 방침이다. 이에 앞서 닛산은 현재 도쿄에서 열리고 있는 '재팬 모빌리티 쇼 2023'에서 전고체 배터리를 탑재한 미니밴과 슈퍼카형 시제품을 전시했다. 전고체 배터리는 양극과 음극 사이에서 이온을 전달하는 전해질을 기존 액체에서 고체로 대체한 전지를 뜻한다. 기존 리튬이온 배터리에 비해 에너지 밀도가 높고 화재나 폭발 위험성을 낮출 수 있어 업계에서는 '꿈의 배터리'로 불린다. 글로벌 1위 완성차 기업인 도요타자동차가 2027년 자체 개발한 전고체 배터리 EV 출시를 예고했다. LG에너지솔루션, 삼성SDI, SK온 등 한국 배터리 3사는 이 같은 완성차 업계의 로드맵에 따라 각자 연구개발(R&D)을 가속화하고 있다. 한편 혼다자동차는 2027년 판매를 목표로 미국 제너럴모터스(GM)와 진행 중이던 EV 공동개발을 중지한다고 밝혔다. 회사는 비용 측면 등 사업의 조사·분석을 진행한 결과, 개발을 중단하는 것이 유리하다고 판단했다. 닛케이는 "고급차, 무인택시를 포함한 기존의 제휴는 계속할 것으로 보인다"면서도 "전기차 전략의 재검토가 요구될 것"이라고 분석했다. 혼다는 2030년까지 연간 200만대의 전기차를 생산할 계획을 밝힌 바 있다. km@fnnews.com 김경민 기자
2023-10-26 13:59:23[파이낸셜뉴스] LG에너지솔루션이 6000억원을 투자해 충북 오창 에너지플랜트에 차세대 배터리 설계 및 공정 기술을 적용한 '마더 라인' 구축에 나선다. SK온이 배터리 기술 개발을 위한 연구소를 확대하고, 삼성SDI가 올 상반기 중 전고체 배터리 시험라인을 가동하는 등 국내 배터리 3사가 차세대 배터리 연구 경쟁에 본격적으로 나섰다는 분석이다. ■LG엔솔, 배터리 마더 라인 구축 25일 관련업계에 따르면 LG에너지솔루션은 충북 청주시 '오창 에너지플랜트2'에 6000억원을 투자해 2024년 말까지 마더라인을 구축하고, 오창 에너지플랜트를 전 세계 배터리 생산공장의 글로벌 기술 허브인 '마더 팩토리'로 키운다. 마더 라인은 차세대 설계 및 공정 기술이 적용된 제품의 단순 시험 생산 뿐 아니라 양산성 검증까지 가능한 게 특징이다. LG에너지솔루션은 신규 마더 라인에서 '파우치 롱셀 배터리'의 시범 생산과 양산성 검증 작업을 진행한다. 이를 통해 전 세계 생산라인으로 확산해 나간다는 계획이다. LG에너지솔루션은 지난해 6월부터 오창에서 5800억원을 투자해 원통형 배터리 신규 폼팩터(명칭 4680) 마더 라인 구축도 진행하고 있다. 특히 LG에너지솔루션은 장기적으로 오창 에너지플랜트에서 '꿈의 배터리'로 불리는 전고체 배터리 마더 라인도 구축할 것으로 점쳐진다. 전고체 배터리는 기존 리튬이온 배터리에 비해 성능이 우수한데다 화재 위험이 거의 없고 수명도 길어 '게임 체인저'로 평가받는다 권영수 LG에너지솔루션 부회장은 "오창 에너지플랜트는 전세계 공장에서 신기술이 가장 먼저 적용되는 컨트롤 타워로 LG에너지솔루션의 글로벌 생산공장의 중심지"라며 "앞으로도 과감한 투자를 통해 '고객이 신뢰하고 사랑하는 수익성 1위 기업'이 되기 위한 노력을 지속해 나갈 것"이라고 말했다. ■K배터리 '전고체 배터리' 상용화 성큼 LG에너지솔루션을 비롯해 SK온, 삼성SDI가 차세대 배터리 시험라인을 잇따라 구축하면서 전고체 배터리 개발 경쟁에도 한층 속도가 붙고 있다. 이와 관련 지난 20일 윤석열 대통령 주재로 진행된 '2차전지산업 경쟁력 강화를 위한 국가전략회의'에서 정부는 전고체 배터리 기술 개발에 오는 2030년까지 민·관을 합쳐 20조원을 투자해 기술 선점을 통한 초격차 확보에 총력을 기울이기로 했다. 실제로 최근 SK온은 2025년까지 4700억원을 들여 대전 유성구 연구원 시설을 확장하고 전고체 등 차세대 배터리 파일럿 플랜트와 글로벌 품질관리센터(G-VC)를 신설하기로 했다. 내년 상반기 완공을 목표로 하는 파일럿 플랜트에는 전고체 배터리용 소재 개발을 위해 특수 환경설비를 갖춘 실험 공간과 대규모 양산 기술 확보에 필요한 전고체 파일럿 생산 라인 등을 설치할 계획이다. 이를 발판으로 SK온은 내년 하반기에 전고체 배터리 시제품을 개발하고 2028년 상용화에 돌입한다는 목표다. 배터리 3사 가운데 전고체 배터리 기술이 가장 앞서 있는 것으로 평가받고 있는 삼성SDI는 올해 상반기 중에 시험 라인을 가동한다는 계획이다. 올해 안에 시제품 생산을 한다는 목표로 3사 중 가장 빠른 2027년 상용화를 계획하고 있다. #OBJECT0# kim091@fnnews.com 김영권 기자
2023-04-25 14:27:04국내 배터리 3사가 기존 주력제품 라인인 삼원계보다 15배가량 가격이 저렴한 리튬인산철(LFP) 배터리 개발에 본격 나선다. 여기에 안정성과 성능이 모두 높아 '꿈의 배터리'로 불리는 전고체 배터리 개발에도 적극 나서고, 폐배터리 관련 기술 확보를 추진하는 등 사업다각화에 총력을 기울이고 있다. ■LFP 상업화 경쟁 시동 13일 관련업계에 따르면 LG에너지솔루션, 삼성SDI, SK온 등 배터리 3사는 현재 LFP 배터리 상업생산을 목표로 개발을 추진하고 있다. LG에너지솔루션은 LFP 에너지저장장치(ESS)를 올해 중 출시하고 자동차용은 2025년 생산을 목표로 개발을 진행 중이다. SK온은 지난달 진행된 인터배터리 행사에서 LFP 배터리 시제품을 처음으로 공개했다. 삼성SDI는 현재 LFP 배터리에 관심있는 고객사와 LFP에 들어가는 소재와 화학구성 등에 대한 협의를 진행 중이다. 삼성SDI 관계자는 "기존 LFP 제품과 조금이라도 다른 차별화된 제품을 개발하기 위해 고객사와 협의 중"이라면서 "소재와 화학적 구성 등을 조율하고 있는 상황으로, 구체적인 내용은 조금 더 시간이 지나야 나올 것"이라고 설명했다. 국내 배터리사들이 그동안 주력하던 니켈·코발트·망간(NCM) 등 삼원계 배터리와 함께 LFP 배터리 개발에 나서는 것은 사업다각화를 통한 경쟁력 확보 차원이라는 분석이다. 에너지 밀도가 높고 성능이 우수한 삼원계 배터리 라인업은 그대로 유지하고, 상대적으로 가격이 저렴해 인기가 높은 LFP 배터리 시장까지 진출해 미래 먹거리를 확보한다는 것이다. 업계에서는 양극재 1㎏당 LFP 배터리와 삼원계 배터리 가격차가 15배 수준에 달하는 것으로 추정하고 있다. 김현수 하나증권 연구원은 "전기차 시장이 하이엔드 위주에서 미들엔드, 로엔드 시장으로 내려오는 국면에서 가격이 저렴하고 원재료 조달 부담이 적은 LFP 배터리 수요가 크게 늘고 있다"면서 "미국 및 유럽 완성차업체들의 LFP 배터리 니즈 확대와 개발 요청 등에 맞춰 국내 배터리사들이 LFP 배터리 생산을 추진하고 있다"고 말했다. ■'꿈의 배터리' 개발도 성큼 전고체 배터리 개발 경쟁도 심화되고 있다. 국내 배터리사 가운데 전고체 배터리에서 가장 앞선다고 알려진 삼성SDI의 경우 오는 2027년 상업생산이 가능할 것으로 보고 있다. 이와 관련, 삼성SDI는 전고체 배터리 양산을 위해 파일럿 라인의 완공을 앞두고 있다. 하반기부터는 샘플 생산을 시작할 계획이다. 안지우 삼성SDI 그룹장은 최근 SNE리서치의 차세대 배터리 세미나에서 전고체 배터리와 관련해 "2025년 대형 셀 생산기술을 개발해 2027년 대량생산 체계가 마련될 것"이라고 말했다. SK온은 2028년 상업생산을 목표로 하고 있다. 앞서 SK온은 인터배터리에서 전고체 배터리 시제품의 전 단계인 개발품 모형을 전시하기도 했다. LG에너지솔루션은 전고체 배터리에 대해 2030년 이후 상용화를 목표로 하는 것으로 알려졌다. 배터리 3사는 오는 2025년부터 본격화가 예상되는 폐배터리 리사이클 사업도 적극 추진 중이다. 이런 가운데, 배터리 핵심소재인 양극재 공급사인 포스코퓨처엠은 2025년까지 차세대 양극재인 LFP, NMX, 코발트프리 양극재를 상업화할 계획이다. 남상철 포항산업과학연구원 LIB소재연구그룹장은 이날 서울 강남구 한국과학기술회관에서 열린 '차세대 배터리 세미나 2023'에서 "현재 (포스코퓨처엠은) NCM, 니켈·코발트·망간·알루미늄(NCMA) 양극재를 생산하고 있고, (연구소는) 차세대 양극재를 열심히 개발 중"이라고 밝혔다. 포항산업과학연구원은 1987년 포스코가 전액 출연해 설립한 전문연구기관이다. 남 그룹장은 "양극재의 경우 2018년까지 진전이 없다가 그 이후부터 매출과 세일즈 볼륨에서 크게 늘어나는 모습을 보였다"며 "올해 양극재 부문 매출이 급격히 늘것"이라고 했다. kim091@fnnews.com 김영권 기자
2023-04-13 18:16:59포스코케미칼이 배터리 소재 기업의 역량을 활용해 어린이들을 대상으로 환경 교육 사회공헌활동을 펼쳤다. 포스코케미칼은 지난달 24일부터 이달 11일까지 포항, 광양, 구미, 세종의 지역아동센터 어린이 350명을 대상으로 ‘푸른꿈 환경학교’를 열었다고 15일 밝혔다. 푸른꿈 환경학교는 임직원이 일일 강사로 참여해 참여 아동과 함께 전기차와 무선충전소를 만드는 체험활동이다. 어린이의 눈높이에 맞춰 이산화탄소를 배출하지 않는 전기차의 친환경성, 여러 번 충전해 사용할 수 있는 이차전지의 특징도 이해하기 쉽게 설명했다. 푸른꿈 환경학교에 참가한 주지원 학생은 “전기차와 무선충전소를 만들며 설명을 들으니 어렵게 느껴졌던 과학이 쉽게 이해됐다”며 “직접 만든 자동차를 움직였을 때 무척 신기하고 재미있었다”고 소감을 말했다. 이태희 포스코케미칼 기업시민사무국장은 “앞으로도 어린이들이 에너지와 환경의 중요성을 이해할 수 있는 다양한 프로그램을 이어나가겠다”고 전했다. 포스코케미칼은 국제구호개발 NGO 희망친구 기아대책과 함께 지역 어린이들이 환경의 중요성을 알고 실천하는 인재로 성장할 수 있도록 지난 2013년부터 9년 동안 푸른꿈 환경학교를 운영하고 있다. 지금까지 총 1200명의 어린이에게 교육을 제공했다. kjh0109@fnnews.com 권준호 기자
2022-02-15 09:52:57SK이노베이션이 전고체 배터리 기술 선도기업인 미국 솔리드파워에 3000만달러(353억2500만원)를 투자하고 차세대 전고체 배터리 개발 및 생산에 본격적으로 나섰다. 전고체 배터리는 에너지밀도를 기존보다 약 33% 높일 수 있어 '꿈의 배터리'로 불린다. 28일 SK이노베이션에 따르면 솔리드파워는 전고체 배터리 개발을 선도하는 기업으로 SK이노베이션 외에도 포드, BMW 등이 이미 투자를 하고 있다. 전고체 배터리는 현재 배터리에 적용되는 액체 전해질을 고체 전해질로 대체한 배터리를 말한다. 액체 전해질 대신 고체 전해질을 적용하면 화재 위험이 현저히 감소하고, 배터리 무게와 부피도 줄어 리튬이온 배터리가 갖고 있는 용량 한계를 뛰어넘을 수 있다. 이날 공동협약을 체결한 양사는 기존 리튬이온 배터리의 니켈·코발트·망간(NCM) 양극재와 실리콘 음극재를 적용한 전고체 배터리 개발에 나선다. 이를 통해 에너지밀도 930Wh/L 이상을 구현할 계획이다. 현재 일반적으로 사용되는 리튬이온 배터리 에너지밀도가 약 700Wh/L인 점을 감안하면 약 33% 뛰어난 성능이다. 같은 크기 배터리를 전기차에 탑재한다고 가정할 때 한 번 충전으로 700km를 달릴 수 있던 전기차가 930km를 주행할 수 있게 되는 셈이다. 양사는 특히 기존 리튬 이온 배터리 제조 설비에서도 생산할 수 있도록 전고체 배터리를 개발하기로 했다. 추가 설비투자를 최소화해 비용과 시간을 절약할 수 있다. 가격경쟁력은 물론 양산 시기를 앞당길 수 있을 것으로 기대된다. 솔리드파워는 현재 미국 콜로라도주 루이빌 본사에서 시험 생산라인을 갖추고 전고체 배터리 시제품과 고체 전해질을 생산하고 있다. 콜로라도주 손튼에서는 고체 전해질 생산 설비를 추가로 구축하겠다고 밝힌 바 있다. SK이노베이션은 솔리드파워가 기존에 확보한 전고체 배터리 개발 기술에 더해 에너지밀도를 더욱 높이고 상용화를 이뤄내기 위한 기술적 장벽을 함께 해결해 나갈 계획이다. 이성준 SK이노베이션 환경과학기술원장은 "SK 배터리 사업은 가장 안전하고 뛰어난 성능을 구현하는 기술과 제품을 개발해 산업 생태계를 확장해 가고 있다"면서 "전고체 배터리 분야에서 최고 기술을 자랑하는 솔리드파워와 협력을 통해 뛰어난 성능의 전고체 배터리를 개발해 리튬이온배터리 시장은 물론 미래 배터리 시장을 선도하면서 생태계 활성화에 기여할 것"이라고 말했다. kim091@fnnews.com 김영권 기자
2021-10-28 17:45:13SK온이 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
2023-08-31 18:08:01삼화페인트(000390)가 국내 공동연구진이 전기차 화재를 방지할 리튬이온 배터리의 신소재를 개발 했다는 소식에 강세를 보이고 있다. 국내에서 전기차와 에너지저장장치(ESS) 등 중대형 리튬이온전지 보급이 확대되면서 화재·폭발에 대한 우려가 커지고 있는 상황을 반전시킬 수 있을 것으로 전망된다. 한국과학기술연구원(KIST)은 이민아 에너지저장연구센터 선임연구원과 서동화 KAIST 교수, 김용진 한국생산기술연구원, 백자연 박사 공동연구팀이 리튬이온전지 전해액으로 쓰이는 선형 유기카보네이트 분자 구조를 제어해 상온에서 불이 붙지 않는 새로운 난연성 전해액을 개발했다고 밝혔다. 리튬이온전지는 외부 충격에 의해 발열 반응이 연쇄적으로 일어나 불이 붙는 열폭주 현상이 단점으로 꼽혔다. 특히 선형 유기카보네이트 용액은 인화점이 낮아 상온에서도 쉽게 불이 붙어 불을 일으키는 원인으로 지목된다. 이를 피하기 위해 불이 잘 붙지 않도록 전해액 분자에 불소 원자를 넣는 방법 등이 쓰였으나 전해질 이온 전달 능력이 약해지거나, 기존 전극과 호환성이 떨어지는 문제가 있었다. 이에 연구팀은 선형 유기카보네이트 일종인 다이에틸 카보네이트(DEC) 분자에 알킬 사슬 연장과 알콕시기를 추가해 인화점과 이온전도도를 함께 높였다. 개발된 전해액 'BMEC'는 인화점이 121도로 높아 이차전지 작동 온도에서 불꽃이 튀어도 불이 붙지 않았다. 또 리튬염을 잘 녹이는 성질이 있어 난연성을 높이면 리튬 이온 전달이 느려지는 문제도 해결했다고 연구팀은 설명했다. 그 결과 이 전해액은 충전된 양극과 함께 고온에 노출돼도 상용 전해액보다 가연성 기체 발생은 37%, 발열은 62% 줄었다. 또 4암페어시(Ah)급 리튬이온전지에 관통 시험을 했을 때도 열폭주가 나타나지 않는 것을 확인했다고 연구팀은 설명했다. 한편 삼화페인트는 리튬전지용 전해액 첨가제 개발에 이어 새로운 구조의 리튬이온전지 전해액 첨가제 카보네이트 화합물을 개발 국내 특허를 취득한 바 있다, onnews@fnnews.com
2023-07-11 10:32:08[파이낸셜뉴스] 최근 2차전지 배터리 관련주에 대한 투자심리가 강하게 회복하는 가운데 삼성SDI, LG에너지솔루션, SK온 등 국내 배터리 3사의 전고체 로드맵이 윤곽을 드러내면서 아바코 등 관련주에도 장중 매수세가 몰리고 있다. 19일 오전 9시 57분 현재 아바코는 전 거래일 대비 7.39% 오른 1만2350원에 거래 중이다. 이날 한 매체에 따르면 삼성SDI는 지난 3월 차세대 배터리로 주목받는 전고체 전지 시험생산 라인을 착공하면서 전고체 양산 채비에 나섰다. LG에너지솔루션은 2026년 고분자계 전고체 전지를 시작으로 2030년에는 황화물계 전고체 전지를 시장에 내놓겠다는 로드맵을 공개했다. SK온 역시 미국의 전고체 배터리 스타트업 솔리드파워와 함께 기존 리튬이온 배터리 생산 설비에서 제조할 수 있는 전고체 전지를 개발하고 있는 것으로 알려졌다. 이 같은 상황에서 아바코는 전고체 전지 수명과 안전성을 동시에 높이는 원천 기술을 보유 중이라는 사실이 알려지며 최근 주가가 강세를 보이는 것으로 풀이된다. 아바코는 전고체 이차전지의 고체 전해질을 고속으로 증착하는 공정 및 장비를 개발 중이다. 해당 장비는 아바코를 비롯해 나노융합실용화센터, 한국원자력연구원, 한국전자통신연구원, 가천대학교, 경기대학교, 한양대학교, 포항산업과학연구원, 맨텍 등이 지난해 11월 공동 개발했다. 또 베타전지 관련 기술도 아바코가 이전받아 상용화를 추진하고 있다. 앞서 한국전자통신연구원은 세계 최초로 폭발위험이 '0(제로)'인 전고체 2차전지를 개발했다고 밝히며 아바코에 수혜 기대감이 반영된 바 있다. dschoi@fnnews.com 최두선 기자
2022-08-19 09:57:22