광주과학기술원(GIST) 에너지융합대학원 박찬호 교수팀이 폭발 위험이 없는 무흐름 아연-브롬 수계 배터리의 양극재를 개발했다. 이 양극재는 1만번 이상 충방전 테스트에서도 평균 충방전 효율이 96%의 우수한 성능을 보였으며, 에너지 효율도 76.6%에 달해 내구성도 뛰어나다. 이번에 개발한 기술은 차세대 배터리로 주목받는 무흐름 아연-브롬 수계 배터리의 고질적 단점인 성능 저하를 극복한 것으로, 고성능과 안정성을 겸비한 실용적인 에너지저장장치(ESS) 개발을 앞당길 것으로 기대된다. 22일 GIST에 따르면 배터리의 양극은 양극 활물질, 도전재, 바인더, 집전체로 구성되며, 배터리의 용량을 결정한다. 무흐름 아연-브롬 수계 배터리는 아연과 브롬이 반응하면서 에너지를 저장한다. 전해질이 물에 기반한 것으로 발화 가능성이 없으며, 기존 배터리에서 전해액 저장소와 펌프를 제거한 '무흐름' 방식으로 제작돼 비용이 저렴하며 긴 수명이 장점이다. 하지만 충전 과정 중 자가방전 반응이 일어나는 브롬 크로스오버 현상에 의한 성능 저하가 문제다. 연구진은 질소가 첨가된 중형 다공성 탄소를 흑연 펠트(GF) 전극 전체에 균일하게 형성해 배터리의 성능 및 안정성을 높였다. 이를통해 실용적인 무흐름 아연-브롬 수계 배터리 시스템용 양극으로 적용할 수 있게 했다. 또 이 탄소 물질을 유기용매를 천천히 증발시키는 증발유도 자기조립 방법으로 두꺼운 흑연 펠트 전체에 균일하게 발라 구조적, 화학적 특성에 변화를 주는 양극을 만들었다. monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스] 광주과학기술원(GIST) 에너지융합대학원 박찬호 교수팀이 폭발 위험이 없는 무흐름 아연-브롬 수계 배터리의 양극재를 개발했다. 이 양극재는 1만번 이상 충방전 테스트에서도 평균 충방전 효율이 96%의 우수한 성능을 보였으며, 에너지 효율도 76.6%에 달해 내구성도 뛰어나다.  이번에 개발한 기술은 차세대 배터리로 주목받는 무흐름 아연-브롬 수계 배터리의 고질적 단점인 성능 저하를 극복한 것으로, 고성능과 안정성을 겸비한 실용적인 에너지저장장치(ESS) 개발을 앞당길 것으로 기대된다. 22일 GIST에 따르면 배터리의 양극은 양극 활물질, 도전재, 바인더, 집전체로 구성되며, 배터리의 용량을 결정한다. 무흐름 아연-브롬 수계 배터리는 아연과 브롬이 반응하면서 에너지를 저장한다. 전해질이 물에 기반한 것으로 발화 가능성이 없으며, 기존 배터리에서 전해액 저장소와 펌프를 제거한 '무흐름' 방식으로 제작돼 비용이 저렴하며 긴 수명이 장점이다. 하지만 충전 과정 중 자가방전 반응이 일어나는 브롬 크로스오버 현상에 의한 성능 저하가 문제다. 연구진은 질소가 첨가된 중형 다공성 탄소를 흑연 펠트(GF) 전극 전체에 균일하게 형성해 배터리의 성능 및 안정성을 높였다. 이를통해 실용적인 무흐름 아연-브롬 수계 배터리 시스템용 양극으로 적용할 수 있게 했다. 또 이 탄소 물질을 유기용매를 천천히 증발시키는 증발유도 자기조립 방법으로 두꺼운 흑연 펠트 전체에 균일하게 발라 구조적, 화학적 특성에 변화를 주는 양극을 만들었다. 이렇게 만든 탄소 물질은 3~5nm(나노미터)의 안정적인 중형 기공이 만들어졌으며, 적정한 산소와 질소 함량으로 흑연 펠트 양극의 수용액에 대한 친화도를 높였다. 아울러 충전 과정에서 생성된 브롬 및 브롬 접합체를 저장·흡착해 브롬 크로스오버 현상을 억제하고 안정적인 충방전 과정에서 우수한 산화·환원 반응이 일어났다. 박찬호 교수는 "향후 리튬이온 배터리로 만들어진 현재 ESS의 화재 문제를 해결할 수 있는 차세대 기술로 부상할 것"이라고 말했다. 한편, 박찬호 교수가 지도하고 조영인 통합과정생이 수행해 개발한 양극재는 화학공학 분야 국제학술지 '케미컬 엔지니어링 저널(Chemical Engineering Journal)'에 발표됐다.  monarch@fnnews.com 김만기 기자

코스닥 상장 통신 및 방송 장비 제조업체 EMW가 최근 공기아연이차전지 개발로 이슈가 되고 있는 ㈜EMW ENERGY(공기아연전지 특허 보유) 주식 취득을 위해 자사주 112만주를 처분, ㈜EMW ENERGY의 주식 2만9254주(지분율 6.62%)를 인수한다. 사측은 이같은 내용을 전일 공시했다. 자사주 처분 예정금액은 32억5136만원 규모다.  이번 지분 인수는 공기아연이차전지의 사업성에 주목한 행보로 풀이된다. 30일 EMW ENERGY 측 관계자는 "공기아연이차전지가 9월 말 기준 350회, 11월 중엔 550회에 달하는 충방전 횟수에 도달했다"고 덧붙였다. kakim@fnnews.com 김경아 기자

피앤이솔루션은 13일 SK이노베이션과 51억6222만원 규모의 2차전지 충방전기 공급 계약을 체결했다고 공시했다. 계약금액은 최근 매출액(442억1495만원) 대비 11.68%에 해당하는 규모다. kim091@fnnews.com 김영권 기자

[파이낸셜뉴스] 스탠다드에너지가 빛가람 국제전력기술 엑스포 2024(BIXPO 2024)에서 바나듐 이온 배터리(VIB)를 활용한 에너지저장장치(ESS)인 ‘에너지 타일’을 세계 최초로 선보였다고 11일 밝혔다. 스탠다드에너지는 지난 6~8일까지 광주 김대중컨벤션센터에서 개최된 BIXPO 2024에서 VIB를 이용해 제작한 타일 형태의 ESS인 ‘에너지타일’을 선보였다. 에너지타일은 기존의 대형 컨테이너형 ESS와 달리 얇은 타일 형태로 설계돼 주택, 사무실, 지하주차장 등 다양한 공간에 유연하게 설치할 수 있는 것이 특징이다. 이는 인공지능(AI) 데이터센터와 같은 IT 기반 시설이나 도심 지역의 주택 및 상업 건물에서 공간 활용도를 높일 수 있다.  에너지타일은 화재에 절대 안전한 VIB의 장점을 극대화한 제품이다. 수계전해액을 사용하여 발화 위험성이 전혀 없고, 작동 중 온도변화가 거의 없는 VIB를 사용함으로써, 에너지타일은 인구밀집지역은 물론 실내에도 설치할 수 있다. 아울러 높은 충전효율과 빠른 충방전 성능을 갖췄다. 신재생에너지 연계, 초급속 전기차 충방전 출력 보조 등 전력 수요처의 다양한 수요에 대응이 가능하다. 타일 내 셀을 장착하는 방식으로 벽이 있는 곳이면 어떤 형태로든 배치가 가능하여 거의 모든 장소에서 설치할 수 있다. 현재 상용화된 2차전지 가운데 화재에 대한 우려 없이 실내에 설치할 수 있으면서도 높은 충전효율과 빠른 충방전 성능을 유지할 수 있는 것은 VIB가 유일하다. 스탠다드에너지는 2025년부터 에너지타일의 생산 및 판매를 본격화할 계획이다.  스탠다드에너지 김부기 대표는 “화석연료 시대에서 전기화 시대로의 패러다임 변화는 전력 생산의 분산화를 통해 에너지 평등이 실현되는 미래를 꿈꿀 수 있게 하고 있다"며 "스탠다드에너지는 에너지타일과 같은 다양한 VIB 솔루션을 제시해 사업화하여 에너지 평등이 실현에 앞장설 것”이라고 밝혔다.  yon@fnnews.com 홍요은 기자

[파이낸셜뉴스] 서울시가 반납받은 전기차 폐배터리 10개 중 6개는 재활용되지 못하고 방치 중인 것으로 나타났다. 서울시의회 환경수자원위원회 이봉준 의원(국민의힘)은 5일 열린 서울시 기후환경본부 행정사무감사에서 서울시의 전기차 폐배터리 관리 실태를 지적하며 체계적인 관리 방안 마련을 촉구했다. 서울시는 2021년 이전 구매보조금을 지원받은 전기차에 대해서는 폐배터리를 반납받고 있다. 반납된 배터리는 한국환경공단 미래폐자원거점수거센터에서 보관하고 있다. 이 의원에 따르면 서울시가 2016년부터 현재까지 반납받은 폐배터리는 총 263개로, 이 중 165개(62.7%)가 아직도 보관 상태인 것으로 드러났다. 나머지는 매각 53개, 연구목적 제공 45개에 그쳤다. 반납 건수는 매년 증가 추세다. 2016년 1건에 불과했던 반납이 2024년 9월 기준 58건으로 급증했다. 그러나 시는 현재까지 폐배터리 재활용·재사용에 대한 구체적인 지침을 마련하지 않은 것으로 밝혀졌다. 이 의원은 "보관 중인 165개의 배터리의 경제적 가치도 있을텐데 배터리의 잔존가치를 평가해서 매각, 제공 등의 적절한 판단을 할 수 있는 시스템을 마련해야 한다"고 대응을 주문했다. 특히 2017년부터 반납받은 폐배터리 일부가 여전히 보관 중인 것으로 나타났다. 이 의원은 전기차 배터리의 수명이 약 10년인 점을 고려할 때, 장기 보관은 충방전 기능 상실로 이어져 재활용과 재사용이 불가능해질 수 있다고 우려했다. 그는 "전기차 보급 확대에 따른 폐배터리 급증은 이미 예견된 문제였음에도 서울시의 대처가 늦었다”며 “지난 10월에서야 '전기차 등 사용후 배터리 관리 및 산업 육성방안 연구' 용역 추진을 발표한 것은 매우 아쉬운 부분"이라고 말했다. 이에 대해 여장권 기후환경본부장은 "내년 6월에 나오는 용역 결과만 기다리기보다 우선적인 대응책을 마련하기 위해 환경부와 공식 안건에 놓고 협의하겠다"고 말했다.  banaffle@fnnews.com 윤홍집 기자

[파이낸셜뉴스] 울산과학기술원(UNIST) 에너지화학공학과 이현욱 교수팀이 리튬금속 배터리의 음극에 구리 호일을 감싸 폭발 위험을 줄였다. 이 구리 호일이 리튬이 나뭇가지 모양으로 자라는 것을 막아 배터리의 수명과 성능을 올려준다. UNIST 김민호 연구원은 "리튬 금속의 불균일한 성장을 근본적으로 해결함으로써 차세대 리튬 배터리 상용화를 앞당기는 계기가 될 것"이라고 3일 말했다. 연구진은 리튬이 나뭇가지 모양으로 자라는 덴트라이트 현상을 막기 위해 무접촉 열처리 기술로 얻은 구리 단결정 호일을 사용했다. 이 호일은 덴트라이트 현상을 막고 리튬이 배터리 표면에 균일하게 퍼지도록 만들었다. 리튬 배터리는 오래 사용하면 리튬이 음극에 나뭇가지 모양으로 달라붙어 전해질에 노출되고 결국 양극과 닿게 돼 내부 전기저항이 급격하게 올라간다. 이때 열이 발생하고 최악의 경우 폭발까지 이어진다. 배터리 충방전 실험에서 리튬이 안정된 사방 십이면체 결정 구조로 균일하게 자랐다. 이러써 전지의 효율과 안전성을 향상시킬 수 있음을 확인했다. 연구진은 다양한 구리 호일에서 리튬 성장 패턴을 비교했다. 그결과 단결정 구리호일은 120번 충방전에도 성능과 상태를 유지했다. 반면 다른 호일을 사용했을때에는 29번 충방전만으로도 덴트라이트 현상이 일어났다. 이현욱 교수는 "기존의 리튬 배터리 연구는 충전에만 초점을 맞춰 한계가 있었다"며 "앞으로 충전과 방전을 모두 고려한 기술 개발이 이뤄질 때, 궁극적인 꿈의 전지인 무음극 리튬 전지의 개발이 가능할 것"이라고 강조했다. 한편, 연구진은 IBS 다차원 탄소재료 연구단 로드니 루오프 연구팀, 강원대 진성환 교수팀, KAIST 서동화 교수팀과 협력해 만든 새로운 리튬 금속 배터리를 세계적 학술지 '에너지와 환경과학(Energy & Environmental Science)'에 발표했다.  monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스] 화재 가능성을 대폭 낮춘 바나듐이온배터리(VIB)를 최초로 개발한 스탠다드에너지가 내년 초 양산체제를 구축하고, 2027년 기업공개(IPO)에 나선다는 목표를 밝혔다. 인공지능(AI) 활성화 등으로 고출력 에너지저장장치(ESS) 수요가 늘어나는 가운데, VIB 시장을 넓혀간다는 방침이다. 스탠다드에너지는 11일 서울 대한상공회의소에서 기자간담회를 열고 VIB 양산 계획 및 중장기 전략을 발표했다. 내년 1·4분기까지 MWh급 양산체제를 구축해 기존 대비 생산량을 10배 이상 늘리고, 2026년 흑자전환을 실현한다는 방침이다. 2027년에는 IPO에 나설 계획이다. 김부기 스탠다드에너지 대표는 "연말까지 라인 자동화를 위한 'V프로젝트'가 완성돼 내년에는 본격적으로 VIB 생산량이 늘어난다"며 "미국, 일본 등 해외 시장 진출도 내년에 계획하고 있다"고 강조했다. 앞서 스탠다드에너지는 지난 7월 고객사에 첫 상업 공급을 시작하고, 지난 6월 배터리산업협회로부터 배터리 제품 인증을 획득해 안전성을 검증받는 등 시장 진출 준비에 속도를 내왔다. 스탠다드에너지가 주력하는 시장은 인공지능(AI), 데이터센터와 송·배전용 ESS 및 전기차 초급속 충전 등이다. 김 대표는 "Al, 데이터센터 등과 같이 절대적인 화재 안전성이 요구되면서 급속한 충방전 성능이 필요한 ESS 분야는 VIB만이 가능한 시장"이라며 "2030년까지 세계적으로 300조원 규모로 성장할 전망"이라고 말했다. VIB는 물 기반 전해액을 사용해 발화 위험을 원천적으로 차단하고 고출력이 가능하다는 점이 최대 강점이다. 리튬이온배터리가 전해액이 휘발성이 강한 성분으로 구성돼 충격에 의한 발화 위험이 높은 것과 대비된다. 바나듐 공급망에 관해서는 중국 의존도를 낮추고 다변화를 이루겠다고 강조했다. 김 대표는 "바나듐은 전 세계적으로 매장량이 풍부하고, 호주 등에서 채굴이 추진되고 있다"며 "롯데케미칼과도 소재 관련 공급망 파트너십을 강화하겠다"고 밝혔다.  yon@fnnews.com 홍요은 기자

[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] 자동차 전장 기업 금호에이치티는 올해 상반기 전기차 배터리관리시스템(BMS) 매출이 전년동기 대비 약 441% 상승한 215억원을 달성했다고 29일 밝혔다. 금호에이치티의 BMS 제품 매출액은 6개월만에 이미 지난해 연간 실적을 상회하면서 급성장 중이다. 최근 정부의 전기차 화재 예방 대책이 강화되면서 완성차 제조사의 BMS 적용이 확대되고 있기 때문에 실적 성장이 가속화될 전망이다. BMS는 전기차의 충방전 조절, 전압 및 온도 감시 등 배터리 내 에너지 관리를 담당하는 핵심 시스템이다. 전압, 전류, 온도 등을 지속적으로 모니터링하면서 위험 요소가 감지되면 즉각적으로 안전 프로토콜을 작동시켜 화재 등 사고를 예방하는 역할을 한다. 최근 전기차 배터리 관련 사고가 증가하면서 BMS의 중요성이 더욱 부각되고 있다. 정부는 인천 아파트 지하주차장 내 전기차 화재 사고 이후 배터리 제조사 정보 의무화 내용 등이 담긴 '전기차 화재 방지 대책'을 발표했다. 이에 완성차 업계도 선제적으로 배터리 제조사 정보를 공개하고 BMS 적용을 확대하고 있는 추세다. 금호에이치티는 지난해 ‘BMS PCB ASSY(Printed Circuit Board Assembly)’ 제품 양산을 시작하면서 전기차 BMS 시장에 진출했다. 지난해 158억원의 매출액을 기록한 후 BMS 적용 차량이 증가하면서 발주량이 지속적으로 증가하고 있다고 회사 측은 설명했다. 금호에이치티 관계자는 “BMS는 고급 센서와 알고리즘을 통해 배터리 화재 발생 가능성을 조기에 탐지하고 대응할 수 있는 전기차 필수 부품“이라며 “전기차에서 BMS의 중요성이 증가하고 있는 가운데, 지난해 납품 시작 후 기술력과 품질을 인정받으면서 지속적으로 BMS 공급이 확대되고 있다”고 말했다. 그는 이어 “올해부터 완성차 업체가 BMS 적용 차량을 대폭 확대함에 따라 실적은 급증할 것으로 전망되며, 올해 400억 이상의 매출액 달성을 목표로 하고 있다“며 “뿐만 아니라 국내외에서 전기차 화재 사건이 연이어 발생하면서 BMS의 고도화가 요구되고 있기 때문에 향후 고도화 참여로 BMS 시장 점유율이 지속적으로 증가할 것”이라고 덧붙였다. dschoi@fnnews.com 최두선 기자