원자력연, 전자빔 이용한 반고체 배터리 대량 생산 '원팟' 기술 개발

전자빔을 이용한 겔(반고체) 전해질 배터리 제조 모식도(한국원자력연구원 제공)/뉴스1

(대전=뉴스1) 김종서 기자 = 한국원자력연구원은 최은영 박사팀이 포항공대 등 산·학·연 공동연구를 통해 전자빔을 이용해 반고체 배터리를 한 번에 대량 생산하는 '원팟(one-pot)' 신기술을 개발했다고 4일 밝혔다.

'꿈의 배터리'라고도 불리는 차세대 이차전지인 전고체 배터리는 전해질이 고체이기 때문에 안전성은 높으나 이온전도도가 낮아 효율성이 떨어지고 비싼 가격 때문에 상용화까지는 시간이 오래 걸릴 것으로 예상된다.

액체와 고체 사이의 반고체 배터리는 상대적으로 안전하지만 반고체(겔) 타입의 전해질을 만들기 위해서는 화학 물질이나 열처리가 필요한데 이들은 배터리 성능을 악화시킬 수 있다.

이에 연구진은 전자빔을 조사할 때 배터리 내부 재료들이 받는 영향을 각각 분석해 최적의 조사선량을 도출했다. 기존 상용화된 액체 전해질의 파우치형 배터리를 쌓아 올려 최적화된 선량만큼 전자빔을 조사해 한 번에 대량 생산이 가능한 원팟 공정을 개발했다.

이 공정으로 기존 액체 전해질 배터리와 유사한 성능의 반고체 배터리를 한 번에 7개까지 생산할 수 있음을 실험을 통해 확인했다.

전자빔은 조사 시간이 수 분 이내로 짧아 컨베이어 벨트 방식으로 빠르게 대량 생산이 가능하다. 연구진은 향후 이번 기술을 고용량 배터리 생산에 확대 적용하고 상용화를 위한 공정 최적화를 진행할 예정이다.

주한규 원장은 "이번 성과는 방사선의 무한한 응용 분야 중 하나로, 앞으로 차세대 배터리 제조 산업에서 대체 불가한 방사선 강점 기술의 활용도와 위상을 높여나갈 것"이라고 말했다.

kjs12@news1.kr