전고체전지용 전해질, 저가 대량생산 방법 찾았다

한국전기연구원 이차전지연구단 박준호 선임연구원 연구팀

한국전기연구원 박준호(왼쪽) 선임연구원과 허영준 연구원이 간단 합성법으로 고체전해질을 저가 대량생산하는 기술을 개발했다. /KERI

한국전기연구원(KERI)이 고체전해질을 저렴한 비용으로 대량생산할 수 있는 기술을 개발했다. 화재나 폭발 위험이 없는 전고체전지의 상용화를 앞당기는 데 기여할 것으로 보인다.

KERI 이차전지연구단 박준호 선임연구원 연구팀은 황화리튬이나 첨가제 없이 고순도의 고체전해질을 만들 수 있는 간단 합성법(One-pot)을 개발했다고 15일 밝혔다.

고체전해질 제조법에는 고에너지 볼 밀링(ball milling) 공정을 통한 ‘건식 합성법’과 용액의 화학 반응을 활용하는 ‘습식 합성법’이 있다. 연구팀이 집중한 건 습식 합성법이다. 용매 내에서 최적의 합성 반응을 찾아 고순도의 고체전해질을 제조하는 방법을 찾았다.

이 방식의 가장 큰 장점은 황화리튬을 쓰지 않아도 된다는 점이다. 황화리튬은 고제전해질 제조를 위해 투입되는 시작물질 비용의 95%를 차지하는데 가격이 매우 비싸다. 습식 합성과정에서 황화리튬이 미반응 불순물로 남아 셀 성능 저하의 원인이 되는 경우도 종종 발생한다. 황화리튬을 쓰지 않는 합성법이 있지만 역시나 고가의 첨가제를 써야 한다.

KERI가 찾아낸 간단 합성법은 기존에 황화리튬을 쓰던 방식 대비 재료비가 25분의 1 수준이다. 연구팀은 제조공정 시간도 줄어들어 대량생산에 적합하다고 설명했다.

박준호 선임연구원은 “유기 용매 내에서 시작물질의 최적 화학반응 조합을 통해 고순도의 고체전해질을 쉽고 간단하게 제조할 수 있는 방식을 찾았다”며 “전고체전지 상용화의 가장 큰 난관인 가격 경쟁력과 대량생산 이슈를 모두 해결할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.

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