한국전기연구원이 '꿈의 배터리' 전고체전지 상용화를 앞당길 '고체전해질 공침 제조기술'을 개발했다.
한국전기연구원(KERI·원장 명성호)은 하윤철 차세대전지연구센터 연구팀이 '황화물계 전고체전지용 고체전해질 공침 제조기술'을 개발, 대주전자재료(대표 임일지)에 기술이전했다고 25일 밝혔다.
황화물계 고체전해질은 이온 전도도와 연성이 우수해 극판과 분리막 제조가 쉽다.
하지만 주원료인 황화리튬 가격은 비싸고, 다른 원료와 혼합 공정에서 에너지 소모가 큰 '볼밀법'을 사용해야 하는 단점을 안고 있다.
이 때문에 아직까지 소량 생산에 그치고, 가격도 100그램당 수백만원에 달한다.
하윤철 KERI 연구팀은 고가 황화리튬을 사용하지 않고 '공침법'이라는 간단한 용액 합성 공정만으로 황화물계 고체전해질을 대량 생산할 수 있는 공침 제조기술을 개발, 이를 해결했다.
공침법은 서로 다른 이온을 수용액 또는 비수용액에서 동시에 침전시키는 방법이다.
연구팀은 리튬과 황, 인, 할로겐 원소 등을 공침시키는 공정을 자체 개발하고, 기존 고가 황화리튬을 사용하던 방식과 동일한 수준의 고체전해질 제조에 성공했다.
새로운 공침 제조기술을 이용하면 원료비는 기존 대비 약 15분의 1 수준으로 낮출 수 있다. 고비용·고에너지 공정이 필요없어 비용 절감 효과도 더 높아진다.
대주전자재료는 전기·전자 재료와 리튬이차전지용 실리콘 음극재 전문기업이다. 내년 제2공장 부지에 파일럿 생산 시설 구축을 비롯해 고체전해질 양산 투자를 확대한다. 전고체전지용 리튬 금속 음극을 대체할 수 있는 다양한 실리콘 소재를 개발해 전고체전지 시장을 선도한다는 목표다.
하윤철 연구원은 “전고체전지 상용화 관건인 고체전해질의 '저가격'과 '대량생산' 이슈를 동시에 해결한 성과”라며 “기업 기술이전으로 고체전해질 양산화와 꿈의 배터리라 불리는 전고체전지 상용화를 앞당길 수 있다”고 말했다.
창원=임동식기자 dslim@etnews.com
