[파이낸셜뉴스] 포항공과대(POSTECH) 박수진 교수팀과 포스코홀딩스 미래기술연구원 김진홍·배홍열 박사팀이 전고체 전지의 충전과 방전과정에서 리튬과 전자를 균일하게 이동하도록 만들어 성능과 내구성을 높이는 기술을 개발했다. 실제 9.7㎛(마이크로미터) 초박형 리튬금속 양극으로 전고체 전지 셀을 만들어 400시간 이상 안정적인 성능을 보였다. 또한 1㎃h·㎠ 용량의 전고체 전지 셀을 2㎃·㎠ 전류밀도로 1100번의 충방전에도 안정적으로 작동했다. 17일 POSTECH에 따르면, 전고체 전지는 음극에 도금된 리튬과 전자의 이동을 활용하여 전기를 생산한다. 전지가 충방전될 때 리튬 금속은 전자를 잃고 이온이 되었다가 다시 전자를 얻어 금속 형태로 음극 표면에 들러붙는다. 이 과정에서 리튬이 무분별하게 붙게되면 사용할 수 있는 리튬이 빨리 고갈돼 전지의 성능과 내구성이 현저하게 떨어졌다. 박수진 교수는 "하면 전착이라는 새로운 전략을 바탕으로 장기간 활용할 수 있는 전고체 전지 시스템을 개발했다"고 설명했다. 연구진은 전고체 전지에 고분자 바인더와 카본블랙으로 구성된 보호층과 리튬친화성 집전체를 기반으로 금속이 붙는 현상을 안정화하기 위한 '바닥 증착' 개념을 도입했다. 보호층과 집전체 사이에 리튬 도금이 일어나는 바닥 증착은 내부 단락을 우회하고 리튬의 균일한 부피 변화를 촉진한다. 보호층용으로 제조된 기능성 바인더는 금속 성장에 따른 부피 팽창에 견딜 수 있도록 기계적 견고성과 접착성을 가진다. 주사전자현미경(SEM)을 사용해 분석한 결과, 리튬 이온이 안정적으로 달라붙고 떨어지는 전착·탈리 현상을 보였다. 즉, 불필요하게 소모되는 리튬이 현저하게 줄어들었으며, 전고체 전지가 오랜 시간 동안 안정적 전기화학적 성능을 보였다. 박수진 교수는 "후속 연구를 통해 전지 수명을 더욱 효과적으로 늘리고, 에너지 밀도를 높일 수 있는 새로운 방향성을 제시하겠다"고 말했다. 한편, 포스코 홀딩스는 이번 공동연구성과 등을 기반으로 차세대 이차전지의 핵심소재인 리튬 금속 음극의 상용화를 추진할 계획이다.  monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스] 대구경북과학기술원(DGIST) 에너지융합연구부 김재현 박사팀이 경북대 전상은 교수팀과 함께 고체 전해질을 사용한 세계 최고 수준의 전고체 리튬금속전지를 개발했다. 이 이차전지는 전체적인 전지 부피를 줄이고 분리막을 필요로 하지 않으며, 구부러질 수 있기 때문에 향후 폭발이나 화재의 염려가 없는 웨어러블 디바이스 전원용 전지로 사용될 것으로 기대된다. 22일 DGIST에 따르면, 이 리튬금속전지는 안정적인 고체 전해질 분리막이 형성돼 300㎂/㎠의 높은 전류 밀도에서 충방전을 500번 이상 반복해도 안정적으로 작동했으며, 풀셀에서 300번 충방전 후에도 99.7%의 높은 용량을 유지했다. 현재 널리 쓰이는 이차전지에 들어간 액체 전해질은 외부 충격이나 변형으로 분리막이 손상되면 화재나 폭발의 위험이 있다. 특히, 충·방전을 계속 하면서 리튬이 나뭇가지 모양으로 성장하는 '덴드라이트' 현상이 발생해 폭발이나 화재를 일으키기도 한다. 이 액체 전해질을 고체 전해질로 대체하게 되면 화재 및 폭발의 위험성을 방지할 수 있게 된다. 또한 분리막도 필요 없어 전체적인 전지의 부피도 줄일 수 있는 장점이 있다. 연구진은 고체 고분자 전해질에 탄성이나 강도를 조절하는데 쓰이는 고체 가소제를 첨가했다. 이를통해 리튬금속전지는 음극이 전해질에 접촉하는 부분에서 리튬 덴드라이트의 형성을 억제해 안정성이 향상됐다. 김재현 박사는 "안정성을 높이고 용량 유지율을 향상시킨 고체 전해질을 개발함으로써 리튬금속전지의 성능을 크게 향상시켰다"며 "향후에도 안정적이고 효율적인 이차전지 개발을 위해 노력하겠다"라고 말했다. 한편, 연구진은 이번에 개발한 고체전해질을 에너지 분야 국제학술지 '어드밴스드 에너지 머터리얼스(Advanced Energy Materials)'에 발표했다.  monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스] 한국에너지기술연구원 에너지저장연구단 장보윤 박사팀이 리튬이온 전지보다 높은 용량의 전고체 전지를 개발했다. 또한 이 전고체 전지는 구부리거나 잘라도 화재나 폭발위험 없이 안정적으로 작동한다. 연구진은 이 전고체 전지가 불이 나지 않는 상온 구동형 전기 자동차용 배터리나 신재생에너지 연계를 위한 대용량 에너지 저장 시스템(ESS), 안정성이 필수적인 인체 적용 배터리로 활용할 수 있다고 설명했다. 21일 에너지기술연구원에 따르면, 연구진은 이 전고체 전지를 에이에스이티㈜에 1차 기술이전을 완료했다. 에이에스이티㈜ 측은 전기자동차용 전고체 전지의 2026년 상용화를 목표로 하고 있다. 현재 이차전지 시장에서 전고체 전지 기술 개발은 황화물 기반으로 이뤄지고 있다. 황화물 기반의 전고체 전지는 악취를 가진 무색 유독 기체인 황화수소 발생 가능성이 있다. 반면 산화물 기반의 고체 전해질은 얇게 만들기 어렵고 깨지기 쉬운 단점이 있다. 또한 고분자 함량이 높아 60도 이상의 높은 작동 온도가 필요하다. 연구진이 산화물 기반의 고체전해질의 단점을 극복하기 위해 샌드위치 3층 구조로 만들었다. 고이온전도성 고분자층을 위아래에 놓고 갈륨이 섞인 복합산화물을 가운데 배치했다. 이를 통해 60도 이상의 고온이 아니어도 안정적으로 작동하는 전고체 전지를 만들 수 있었다. 또 기존 리튬전지의 에너지 밀도가 300Wh/㎏인데 반해 새로 개발한 전고체전지는 310Wh/㎏까지 높은 성능을 보인다. 복합 고체 전해질은 국내 최초로 기존 산화물계 고체전해질의 함량 한계인 30%를 80%까지 높여 이온전도성과 안정성을 대폭 끌어올렸다. 연구진은 "샌드위치 구조를 통해 양극과 음극이 맞닿은 부분의 저항은 획기적으로 줄이고, 고함량의 고체 전해질은 이온전도성을 10배 이상 향상시켰다"고 설명했다. 또 고분자를 바인더로 활용해 소재간 결착력과 안정성을 강화함에 따라 얇게 만들기 어렵다는 단점을 극복해 롤투롤 공정으로도 제작할 수 있다. 실제 파일럿 스케일 규모의 공정을 확보해, 롤투롤 고정으로 수십m 단위의 연속 공정으로 복합 전해질을 만드는데 성공했다. 한편, 이번 전고체 전지 개발은 캐나다 국책연구소인 NRC와의 2년간의 국제 공동연구를 통한 결과다. 캐나다의 핵심 광물을 활용한 전고체 전지 기술의 국제협력을 강화해 연구원의 역량 강화는 물론 이를 통해 북미 시장 진출의 중요한 발판이 마련될 것으로 기대하고 있다.  monarch@fnnews.com 김만기 기자

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

[파이낸셜뉴스] 손미카엘 삼성SDI 전략마케팅 부사장은 26일 열린 3·4분기 실적 컨퍼런스콜에서 "전고체 전지는 기존 전지와는 소재, 공법 등에 많은 차이가 있다"며 "최고 수준의 에너지밀도와 안정성을 갖춘 제품을 목표로 개발하는 과정에서 여러 도전 과제들이 있다"고 말했다. 그러면서 "하지만 이를 순차적으로 해결해나가고 있으며, 올해 4·4분기에는 고객향 샘플 공급이 시작되면서 성능 검증이 본격적으로 시작된다"며 "다수 주문자 위탁생산(OEM)들과 양산 과제 협의도 진행하고 있다. 전고체 전지는 초격차 미래 기술력 확보를 위한 핵심 목표로, 2027년 양산을 목표로 차질 없이 진행하겠다"고 덧붙였다. 전고체 배터리는 전해질을 기존 액체에서 고체로 대체한 배터리다. 기존 배터리 대비 안정성이 높아 '꿈의 배터리'로도 불린다. kjh0109@fnnews.com 권준호 기자

[파이낸셜뉴스] 아이엘사이언스가 산학협력을 통해 차세대 2차전지로 각광 받는 전고체 배터리에 도전장을 낸다. 19일 아이엘사이언스에 따르면 가천대 전지 및 에너지 변환 연구소 윤영수 교수팀과 함께 차세대 전고체 배터리 상용화 기술 개발에 착수했다. 앞서 아이엘사이언스는 가천대와 '금속 리튬 기반 음극 혁신소재 및 전고체 전지 시스템' 개발을 위한 산학협력 협약을 체결했다. 국내 최초로 배터리공학과를 설립하는 등 2차전지 분야를 선도하는 가천대는 이번 협약을 통해 대학이 보유한 핵심기술 특허인 △전고체 박막 전지 제조방법(한국특허) △음극 제조방법 및 이를 이용해 제조된 음극(한국특허) △양극 기판, 고용량 전 고상 전지 및 그 제조 방법(미국특허) 등을 아이엘사이언스에 양도하기로 했다. 윤영수 가천대 신소재공학과 교수는 연세대 세라믹공학 학사, 카이스트 원자력공학 석·박사 출신으로 국내 2차전지 분야 권위자다. 윤 교수는 올해 한국 세라믹학회지에 '고체 사이의 경계면을 수정하기 위한 기능성 재료, 전고체 리튬 금속의 전해질 및 리튬 전극 배터리' 논문을 게재했다. 앞서 2020년에는 국제 학술지인 세라믹 인터내셔널에 '리튬인산질화물 박막의 구조적 및 전기화학적 특성에 대한 사후 어닐링의 영향'을 게재하기도 했다. 이외에 2차전지 관련 다수 리뷰 논문을 국제 학술지에 게재했다. 윤 교수가 이끄는 전지 및 에너지 변환 연구소는 기능성 나노 분말 합성 및 2차원 코팅 기술에 기반한 기능성 에너지 재료를 연구한다. 나노 구조 금속 산화물, 기능성 세라믹 분말 합성 및 표면 제어 코팅 공정 개발에 주력한다. 전고체 배터리는 액체 전해액을 사용하는 기존 리튬이온 배터리보다 에너지 밀도가 높고 폭발이나 화재 위험이 없다. 따라서 안전을 위한 별도 장치 없이 배터리 내 공간을 효율적으로 활용할 수 있어, 더 많은 활성 물질을 넣어 배터리 용량을 늘릴 수 있는 장점이 있다. 특히 아이엘사이언스가 윤 교수팀과 개발할 금속 리튬 기반 음극은 기존 전지뿐 아니라 차세대 고체 전지에도 적용할 수 있다. 또한 분말 기반 음극과는 달리 휘어지는 전지 구현이 용이하다. 이를 통해 로봇, 도심형 에어모빌리티, 웨어러블 디바이스 등 다양한 분야로 확장 적용할 수 있다. 아이엘사이언스 관계자는 "아이엘사이언스는 세계 최초로 LED용 실리콘렌즈를 상용화한 저력이 있다"라며 "윤 교수팀이 그동안 축적한 연구·개발 성과를 신속히 상용화해 2차전지 소재와 시스템 분야 강소기업으로 도약할 것"이라고 말했다. butter@fnnews.com 강경래 기자

우리나라가 차세대 이차전지로 대표되는 전고체 전지 시장에서 경쟁력을 갖기 위해서는 서플라이체인을 구축해야 한다는 주장이 나왔다. 이를 위해 해당 기업들이 제품을 내놓기 전에 선제적으로 연구개발(R&D)을 통해 기초원천 기술을 확보하는 것이 필요하다는 지적이다. 과학기술정보통신부는 13일 서울 양재동 엘타워에서 차세대 이차전지 기술개발 성과를 알리기 위한 '이차전지 R&D 쇼케이스'를 개최했다. 이번 전시회에서는 현세대 전지인 리튬이온전지부터 차세대전지 성과까지 정부에서 지원한 이차전지 연구개발(R&D) 성과를 한자리에서 확인할 수 있었다. ■국내 '빅3' 뒷받침하는 R&D 포항공과대 이상민 교수는 "정부가 기업들보다 5~10년 미리 움직여 제조 생태계를 조성해야만 배터리 '빅3'(LG에너지솔루션, 삼성SDI, SK온) 기업들이 글로벌 경쟁에서 우위를 차지할 수 있다"고 강조했다. 연구기관들이 정부 R&D 사업을 통해 중소기업과 함께 기술을 개발해 국내 서플라이체인을 구축해야 한다는 것이다. 앞서 삼성SDI는 지난 1일 올해 시제품을 생산, 2027년 상용화할 예정이라고 발표했다. LG에너지솔루션은 2026년, SK온은 2028년 상용화를 목표로 하고 있다. 하지만 국내 빅3 기업들도 국내 제조 환경이 갖춰져 있지 않으면 부품을 수입해 단순하게 조립만 하는 기업이 될 뿐이다. 에너지 전문 시장조사업체 SNE리서치에 따르면 지난해 세계 전고체 이차전지 시장 규모는 약 2750만 달러(약 350억원)를 기록했다. 연평균 180%에 달하는 높은 성장률을 보이고 있어 2030년 400억 달러 규모로 커질 것으로 전망된다. ■리튬금속전지부터 나트륨전지까지 이상민 교수가 이끄는 연구단은 총 19개 기관이 협력해 리튬금속 이차전지에 들어갈 리튬금속으로 만든 음극과 제조공정, 보호막, 분리막 등을 개발했다. 이 리튬 소재 기술은 전고체 전지 뿐만아니라 기존 리튬이온전지까지 다른 여러 이차전지 플랫폼에도 똑같이 적용할 수 있다. 리튬금속을 음극으로 사용하면 흑연대비 10배의 전기를 저장할 수 있다. 연구진은 여기에 기존 부품보다 10분의 1로 얇게 만들었다. 이 교수는 "이번 연구개발의 핵심은 저비용 대면적 리튬금속 제조 기술"이라고 설명했다. 즉 에너지 밀도를 올리고 가격도 싸게 만들 수 있는 도금공정으로 만들었다. 한국과학기술연구원(KIST) 정경윤 에너지저장연구센터장은 전고체 이차전지의 고체전해질과 나트륨 이차전지 기술 성과를 소개했다. 고체 전해질은 불이 붙지 않는 불연성 소재로 현재 쓰이는 액체 전해질보다 안전하다. 정 센터장은 "고체전해질 기술은 이온의 이동을 액체전해질만큼 원활하게 만들기 위해 양극과 음극에 고체전해질을 섞는 방식"이라고 설명했다. KIST 연구진은 이런 양극·음극과 고체전해질을 섞어서 만드는 공정기술까지 개발했다. 정 센터장은 리튬 대신 나트륨을 이용한 나트륨 이차전지도 소개했다. 나트륨 전지는 리튬 전지보다 에너지밀도가 낮지만 저렴한 소재여서 저가형 전기차 배터리나 에너지저장장치(ESS) 등에 쓰일 것으로 전망된다. 리튬은 일부 국가에서만 생산되지만 나트륨은 전세계 바다에서 어디든 구할 수 있다. 정 센터장은 "5㎦ 안에 있는 나트륨의 양이 전 세계에 매장돼 있는 리튬의 양과 맞먹는다"고 설명했다. 한편, 이날 삼성SDI, LG에너지솔루션, SK온 등이 참여하는 '차세대이차전지 민관협의체'가 출범했다. 이 협의체는 정부와 산업계, 학계, 연구계가 정부의 이차전지 R&D 정책·사업에 민간의 수요와 의견을 상시적으로 반영하는 역할을 맡는다. 또 민간 수요에 근거한 신규사업 기획, 정책 및 사업 계획 공유, 성과 교류, 전문 인력 양성, 국제협력 기반 조성 등을 담당할 예정이다. monarch@fnnews.com 김만기 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

국내 연구진이 '꿈의 배터리'로 불리는 전고체전지의 핵심이며 이온 전달 물질인 고체전해질을 저가로 만드는 기술을 개발했다. 이 기술로 만든 고체전해질은 이온 전달 성능이 기존 것보다 2배 이상 향상됐다. 한국전기연구원(KERI)은 차세대전지연구센터 하윤철 박사팀과 금오공대 신소재공학부 박철민 교수팀이 전고체전지 상용화를 앞당길 수 있는 '고체전해질용 황화실리콘 저가 제조기술'을 개발했다고 20일 밝혔다. 전기연구원 측은 "고체전해질 제조를 위한 최적 공정 기술을 개발하고, 이를 전고체전지에 적용할 수 있는 발판을 마련한 것"이라고 설명했다. 연구진은 이 제조기술에 대한 특허 출원을 준비하고 있으며, 관련 기업을 찾아 황화실리콘 제조 공정의 스케일업(Scale-up) 및 상용화를 추진할 계획이다. 전고체전지는 양극과 음극 사이에서 이온을 전달하는 전해질을 액체가 아닌, 화재나 폭발 위험성이 낮은 고체로 대체한 것이다. 그러나 제조공정 및 양산화의 어려움, 높은 단가 등 상용화까지 해결해야 할 문제가 많다. 연구진이 주목한 소재는 황화실리콘이다. 전고체전지용 고체전해질에 황화실리콘을 첨가하면 이온 전도도 및 수분 안정성을 높일 수 있다. 하지만 황과 실리콘을 합성하려면 높은 온도가 필요하고, 이과정에서 증기압이 커져 제조공정이 어려워 현재 황화실리콘의 가격이 20g에 약 170만원에 달한다. 연구진은 황과 실리콘의 배치를 최적화해 합성 조건을 확립했다. 이를통해 800도의 높은 반응온도에서도 황의 기화에 따른 증기압을 버틸 수 있는 완벽한 밀폐 환경을 만들어냈다. 그 결과, 고체전해질의 품질이 상용 제품과 대등했다. 2배 이상의 높은 이온 전도도와 수분 안정성을 가졌다. 이로인해 공정의 최적화로 과정은 단순화하고, 제조비 감소도 기대할 수 있게 됐다. 또 이번 황화실리콘을 고체전해질 뿐만아니라 액체전해질 기반의 리튬이온전지 음극 활물질에도 적용해 좋은 결과를 얻었다. 하윤철 박사는 "그동안 황의 증기압 상승을 해결하기 위해 국내외 많은 연구진이 고가의 원료를 사용하거나, 특수 공정을 도입하는 등 어려움을 겪었는데, 우리의 성과로 고체전해질용 황화실리콘을 저렴하고 쉽게 제조할 수 있는 길이 열리게 될 것"이라고 말했다. 한편, 연구진은 새로운 제조기술을 에너지·연료 분야 세계적 논문인 '저널 오브 머터리얼즈 케미스트리 에이(Journal of Materials Chemistry A)'에 발표했으며, 그 우수성을 인정받아 표지논문 선정됐다. 김만기 기자

[파이낸셜뉴스] 나인테크가 전고체 배터리 상용화를 위한 고체전해질 및 적층장비 개발에 나서고 있다. 이를 통해 차세대 2차전지로 불리는 전고체 전지의 상용화에 기여할 것으로 평가받는다. 20일 나인테크에 따르면 이 회사는 '5단·50㎠ 바이폴라셀 제작을 위한 고체전해질 및 적층장비 개발'을 연구개발(R&D)하고 있다. 나인테크 관계자는 "현재 사전평가를 진행하고 있고, 전극과 고체전해질의 재료 특징을 파악해 적층장비 콘셉트를 도출하고 장비 설계를 진행하고 있다"고 말했다. 이 관계자는 이어 "올해 2·4분기까지 시제품 제작을 목표로 개발 활동을 진행하고 있다"고 덧붙였다. 나인테크는 이번 연구과제 개발을 통해 바이폴라 전고체 전지 적층공정 설계 및 적층설비를 제작할 예정이다. 이를 통해 현재까지 개발 및 연구가 제대로 이뤄지지 못한 전고체 전지 상용화 조립 공정 기술에 대한 세부적인 설계가 가능할 것으로 전망된다. 투자업계 관계자는 "성공적인 적층공정 확립 시 상용화가 가능한 전고체 전지 소재의 종류 및 규격을 선정할 수 있다"며 "전고체 전지의 양산화 가능성을 직접적으로 판단 가능해 고체전해질 제조 등의 세부 설계 및 규격화가 가능하겠다"고 전망했다. 이어 "바이폴라 전고체전지 공정 장비 기술은 차세대 2차전지 시스템인 전고체 전지 상용화에 직접 활용이 가능하고, 해당 기술은 현재 에너지저장시스템의 표준인 리튬이온 전지 기술을 향후 대체할 것"이라고 전망했다. 특히 이번 연구과제는 전고체 전지 상용화 조립 공정 기술과 연관성이 높아 투자자 이목이 집중된다. 회사 관계자는 "리튬이온이 이동하는 액체전해질을 고체로 만든 2차전지를 전고체 전지라고 한다"며 "리튬이온 2차전지와 마찬가지로 에너지 용량 확보를 위한 적층공정은 반드시 필요한 필수 공정이다"라고 설명했다. 아울러 그는 "기존 리튬이온 2차전지 대비 높은 적층정밀도와 균일한 압력분산기술 등의 확보가 필요하다"고 강조했다. dschoi@fnnews.com 최두선 기자