[미리보는 배터리데이<중>] 포스트 리튬이온배터리 시대를 준비하라

더 높은 에너지밀도, 충전시간의 감소, 강화된 안전성…. 리튬이온 배터리의 한계를 극복하기 위한 기술 개발 경쟁이 뜨겁다. 전자신문 주최로 18일 코엑스에서 열리는 ‘배터리데이 2023’에서는 울트라커패시터(UC), 전고체 배터리, 리튬황전지처럼 리튬이온배터리를 대체·보완하는 차세대 기술 동향과 상용화 전략을 확인할 수 있다.

LS머트리얼즈에서는 이희영 UC사업부 이사가 연사로 나서 새로운 에너지저장장치로 떠오르는 울트라커패시터에 대한 기술적 원리와 구성, 활용 분야에 대해 소개한다.

울트라캐패시터는 전기화학적 산화·환원반응을 에너지 저장 매커니즘으로 활용하는 배터리와 달리 전자와 이온간의 정전기적 현상을 활용해 기존 배터리 대비 높은 출력특성, 장수명, 넓은 작동온도의 특징을 갖는다. 기존 배터리를 보완하거나 대체하는 방향으로 풍력발전기 터빈과 반도체 공장의 무정전 전원공급장치(UPS), 공장 자동화, 무인운반로봇(AGV) 등으로 적용 분야가 빠르게 확대되고 있다. 향후 전기차 부품으로 사용이 확대되면 시장이 수조원대로 커질 것으로 전망된다.

LS머트리얼즈는 LS전선 자회사로 울트라커패시터 시장에서 대형 제품 부분 세계 1위 기업이다. 연내 코스닥 상장을 목표로 내걸고 상반기 상장 예비 심사를 청구할 것으로 예상되는 만큼 시장에서 관심을 모으고 있다.

(왼쪽부터)이희영 LS머트리얼즈 UC사업부 이사, 김학수 인켐스 대표, 우상길 한국전자기술연구원(KETI) 수석연구원

인켐스 김학수 대표는 ‘꿈의 배터리’로 불리는 전고체 배터리 상용화를 위해 핵심 소재인 황화물계 고체 전해질 제조 기술 이슈 등에 대해 발표할 예정이다.

전고체 배터리는 액체 전해질을 고체로 대체한 배터리다. 현재 주류를 이루는 리튬이온배터리 대비 에너지 밀도가 높고 화재 위험성이 낮아 차세대 배터리로 주목받는다. 배터리 산업의 판도를 바꿀 게임체인저로 기대를 모으고 있다. 아직 상용화에 성공한 기업이 없는데, 물밑에서 기술 개발이 한창이다. 고체 전해질은 전고체 배터리의 핵심 소재다. 인켐스는 기존 황화물계 고체 전해질의 단점인 제조과정에서 유해가스 발생 문제를 개선한 대기안정형 황화물계 고체전해질 생산을 목전에 두고 있다.

한국전자기술연구원(KETI)에서는 우상길 수석연구원이 나서 리튬황전지 기술 현황과 과제를 발표한다. 현재 상용화된 리튬이온배터리 에너지밀도가 한계에 다다르면서 차세대 이차전지 필요성도 커지고 있다. 리튬황전지는 차세대 이차전지 중 양극을 황으로 대체한 배터리를 말한다. 리튬이온 배터리가 양극재로 가격이 비싼 코발트 등을 사용하는 반면 리튬황전지는 매장량이 풍부하고 가격이 낮은 황을 양극재로 활용해 유리하다. 높은 용량 구현이 가능하다는 것도 장점이다. 하지만 낮은 전기전도도와 폴리설파이드에 기인한 문제들로 아직 상용화 되지 못하고 있다. 리튬황 이차전지의 문제를 해결하기 위해 새로운 바인더, 분리막, 전해질 등 많은 소재 기술들이 개발되는 만큼 이를 최적화하면 보다 높은 에너지밀도 구현과 빠른 상용화가 가능할 것으로 전망된다.

‘배터리데이 2023’은 배터리 완제품부터 소재·부품·장비(소부장)에 이르는 생태계 전반에 걸친 최신 기술 트렌드와 미래 시장을 산업 현장에서 뛰는 전문가들로부터 직접 들을 수 있는 전문 콘퍼런스다. 배터리데이 2023 사전 등록은 17일까지 전자신문 홈페이지(컨퍼런스 메뉴)에서 진행된다.

정현정 기자 iam@etnews.com