전고체전지 상용화 핵심기술, 기업 이전으로 양산화 추진

이민우 기자
입력 2021.10.25 12:10
국내에서 개발된 전고체전지 상용화 핵심기술 중 하나인 ‘황화물계 전고체전지용 고체전해질 공침 제조기술’이 국내 전기·전자 전문기업으로 기술이전돼 양산화를 시도한다. ‘황화물계 전고체전지용 고체전해질 공침 제조기술’은 전고체전지 상용화의 관건인 고체전해질을 간단한 용액 합성 과정으로 저가 대량생산하는 기술이다.

전고체전지용 고체전해질 공침 제조기술을 개발한 하윤철 한국전기연구원 박사 / 한국전기연구원(KERI)
25일 한국전기연구원에 따르면, 하윤철 박사팀(차세대전지연구센터)에서 개발한 ‘황화물계 전고체전지용 고체전해질 공침 제조기술’을 이전받은 곳은 국내 전기·전자 재료분야 전문기업인 대주전자재료다.

대주전자재료는 이전된 기술로 2022년까지 제2공장 부지에 파일럿(pilot) 생산 시설을 구축한다. 고체전해질 양산 제조 시설에 대한 투자를 확대할 계획이다. 지난 9월 수주한 ‘소·부·장 강소기업100’ 과제를 통해 전고체전지용 리튬 금속(Li metal) 음극을 대체할 수 있는 다양한 실리콘 소재도 개발해 2025년 이후 개화될 전고체전지 시장을 선도에 도전한다.

황화물계 고체전해질은 이온 전도도가 높고 큰 연성을 보유해 극판과 분리막 제조가 쉽다는 장점을 가졌으나, 주원료인 황화리튬(Li2S)의 비싼 가격과 다른 원료와의 혼합 공정에 높은 에너지가 드는 ‘볼밀법’을 사용해 결과물도 소량 생산에 그쳤고 100g당 가격도 수백만원에 달하는 단점을 가지고 있었다.

‘황화물계 전고체전지용 고체전해질 공침 제조기술’은 고가 황화리튬 사용 대신 간단한 용액 합성 과정인 ‘공침법’을 사용한다. 공침법은 여러 가지 서로 다른 이온을 수용액·비수용액에서 동시에 침전시킨다. 리튬이차전지용 양극 소재를 대량생산하는 산업 현장에서 가장 많이 활용된다.

하윤철 박사팀은 리튬과 황·인·할로겐 원소 등을 공침시키는 공정 방식을 개발했다. 한국 전기연구원은 순수 원료비 기준으로 보면 한국전기연구원의 제조 방식은 기존 대비 약 15분의 1 수준으로 저렴하다. 볼밀법과 같은 고비용·고에너지 공정을 거치지 않아도 된다는 점을 고려하면 비용 절감 효과는 더욱 크다.

하윤철 한국전기연구원 박사는 "전고체전지 상용화의 관건인 고체전해질의 ‘저가격’과 ‘대량생산’ 이슈를 동시에 해결할 수 있는 성과다"며 "이번 기업체 기술이전을 통해 고체전해질의 양산화가 이루어질 것이고, 꿈의 배터리라고 불리는 전고체전지의 상용화에 주도적인 역할을 할 것이다"라고 설명했다.

이민우 기자 minoo@chosunbiz.com

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