[더테크 이지영 기자] 한국전기연구원(KERI) 차세대전지연구센터 하윤철 박사팀이 전고체전지용 황화물계 고체전해질을 더 빠르고, 품질 좋게 만드는 ‘업그레이드형 공침법’을 개발했다고 10일 밝혔다. 전고체전지는 양극과 음극 사이에서 이온을 전달하는 ‘전해질’을 액체가 아닌, 화재나 폭발의 위험성이 극히 낮은 고체로 대체한 것이다. 하윤철 박사팀은 지난 2021년, 고가의 황화리튬 없이 원료들을 한꺼번에 용기에 넣어 용액 공정으로 고체전해질을 대량으로 제조하는 ‘공침법’을 제안해 큰 주목을 받은 바 있다. 기존 방식 대비 원료비를 대폭 절감하고, 고에너지 밀링이나 증발공정이 필요 없는 획기적인 기술로, 국내 전기·전자재료 전문 기업인 ㈜대주전자재료에 기술이 이전됐다. 이후에도 KERI는 한국과학기술원(KAIST), ㈜대주전자재료 등과 후속 연구를 진행했고, 용해·공침 현상의 상세 메커니즘 규명을 통해 고체전해질 생산 시간 단축과 품질을 획기적으로 개선할 수 있는 최적화된 업그레이드형 공침법을 개발하는 데 성공했다. 공침법은 원료를 고르게 용액 속에 녹여내고, 이를 침전시킨 후 필터로 걸러내는 과정이 핵심이다. 하윤철 박사팀은 먼저 리튬과 황, 촉매를 적정 비율
[더테크=문용필 기자] 전기차 시장의 급속한 성장으로 이차전지에 대한 산업계 전반의 관심이 고조되고 있지만 차세대 배터리로 떠오르는 전고체전지(ASSB)가 자리잡기까지는 상당한 시간이 걸릴 것으로 예상된다. 배터리‧에너지 전문 시장조사기관 SNE리서치가 발표한 ‘LIB 시장에 다른 분리막 시장 변화 전망’ 리포트에 따르면 리튬이온배터리(LIB)의 공급량은 올해 687GWh에서 2030년 2943GWh로 4.3배 가량 크게 증가할 것으로 보인다. 배터리 시장의 95% 이상을 차지할 것으로 예상되는 상황이다. 반면, 전고체전지의 경우 2030년 131GWh로 4%대에 머물 전망이다. 리튬이온배터리의 10분의 1도 채 되지 않는 규모인 셈이다. 전고체전지란 쉽게 말해 양극과 음극 사이에 고체 전해질이 들어가는 형태다. 액체 전해질 형식인 리튬이온배터리보다 폭발 위험성에서 상대적으로 자유롭다. 높은 에너지 밀도를 구현할 수 있다는 장점도 있다. 이와 관련, SNE리서치는 “배터리 기업들은 전고체전지에 대한 연구를 계속하고 있으며 정부도 전고체전지 개발을 위한 연구개발, 세제 지원, 금융 지원 등 대규모 지원을 계획하고 있다”고 전했다. 이어 “전고체전지는 실제로 2
[더테크=조명의 기자] 국내 연구진이 화재나 폭발 위험성이 낮은 전고체전지의 고체전해질을 저렴한 가격으로 대량 생산할 수 있는 원천기술을 개발했다. 그간 전고체전지는 높은 단가와 제조공정 및 양산화의 어려움 등으로 인해 상용화에 어려움을 겪어 왔다. 한국전기연구원(KERI)은 이차전지연구단 박준호 박사팀이 비싼 황화리튬은 물론, 첨가제 없이 고순도 고체전해질을 제조할 수 있는 간단 합성법을 개발했다고 15일 밝혔다. 고체전해질 제조법은 고에너지 볼 밀링(ball milling) 공정을 통한 건식 합성법과 용액의 화학 반응을 활용하는 습식 합성법이 있다. 연구팀은 공정의 스케일업 및 양산화 관점에서 유리한 습식 합성법에 집중했고, 용매 내에서의 최적 합성 반응을 통해 고순도의 고체전해질을 제조하는 데 성공했다. 해당 연구성과는 고가의 황화리튬(Li2S)을 사용하지 않아도 된다는 점에서 의미가 크다. 황화리튬은 고제전해질 제조를 위해 투입되는 시작물질 비용의 95%를 차지할 정도로 비싸다. 또한 습식 합성과정에서 황화리튬이 미반응 불순물로 남아 셀 성능 저하의 원인이 되는 경우도 종종 발생한다. 황화리튬을 사용하지 않는 합성법이 있지만, 고가의 첨가제를 추가로
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