[배터리 데이 2021] 김한준 씨아이에스 연구소장 "전고체 배터리용 드라이 코터 연내 출시"

“고체전해질 합성 공정을 확보했습니다. 스케일업(Scale-up)에 따른 장비와 소재 신뢰성을 확인하는 중이며 올해 전고체 전지용 드라이 코터도 출시할 계획입니다.”

지난해 12월 씨아이에스가 한국전자기술연구원(KETI)과 기술 이전 계약을 맺자 시장 관심이 집중됐다. 배터리 전공정 장비 회사인 씨아이에스가 '꿈의 배터리'로 불리는 전고체 전지 핵심인 고체전해질 사업에 뛰어들어서다.

씨아이에스가 주목한 건 황화물계 고체전해질이다. 황화물계는 현재 리튬이온 배터리에 적용되는 전해액 수준의 높은 이온 전도도를 가지면서 무른 연성으로 입자를 조밀하게 압착할 수 있어 고용량 대형 전지 제조에 적합한 소재로 평가받는다.

하지만 황화물계 고체전해질은 대기 노출 시 수분과 쉽게 반응해 황화수소 가스가 발생하기 쉽고, 이는 전지 성능 저하와 전지 제조 공정 어려움으로 꼽혔다.

씨아이에스는 KETI로부터 특정 조성 설계로 대기 노출 시에도 황화수소 가스 발생량을 4분의 1 수준으로 저감하는 기술을 이전받았다.

김한준 씨아이에스 연구소장은 “2017년 국책 과제 수행을 계기로 고체전해질을 접하게 됐다”면서 “소재를 알아야 장비도 잘 만들 수 있어 고체전해질을 연구개발하는 중”이라고 소개했다.

씨아이에스는 고체전해질 기술 수준을 끌어올리는 중이라고 소개했다.

김 소장은 “현재 연구소에서 밀링 조건, 열처리 분위기, 온도, 시간 등을 바꿔가며 고체전해질 합성 최적화 실험을 하고 있다”면서 “한 회(batch) 10g 규모로 시작된 고체전해질 합성공정이 최근에는 10㎏까지 늘었다”고 설명했다. 그러면서 “월 최대 70㎏까지 고체전해질을 생산할 수 있는 능력을 갖췄다”면서 “아직 실험실 수준이지만 추가적인 생산능력 확대를 위해 고체전해질에 적합한 장비도 개발하고 있다”고 덧붙였다.

씨아이에스가 개발 중인 전고체 전지용 장비는 드라이 코터다. 코터는 전극 핵심 소재인 양극재, 음극재, 도전재 등으로 구성된 슬러리를 코팅한 후 건조하는 장비다. 김 연구소장은 올해 전고체 전지용 드라이 코터를 출시할 계획이라고 밝혔다.

김 연구소장은 “현재 국내외 기관, 기업에서 제품을 평가 중”이라며 “전고체 배터리용 소재와 장비로 사업을 확대할 방침”이라고 말했다.

윤건일기자 benyun@etnews.com