KETI, '단입자로 저항 최소화' 전고체 전지 양극재 개발

한국전자기술연구원(KETI)이 전고체 전지의 충전 및 수명 특성을 높일 수 있는 양극재 제조기술을 개발했다고 25일 밝혔다.

전고체 전지는 양극과 음극 사이를 채우고 있는 액체 전해질을 고체로 바꾼 전지다. 기존 리튬이온전지보다 에너지 밀도가 높으면서도 폭발 위험이 없어 안전하기 때문에, 차세대 전지로 주목받고 있다. 양극재는 배터리 용량과 출력을 결정하는 소재다.

KETI는 150차례 수명평가에도 크랙 발생 거의 없이 우수한 수명을 유지하는 전고체 전지용 소입경 단입자 NCM 양극재를 개발했다. <사진 KETI 제공>

KETI 차세대전지연구센터 조우석 박사팀은 니켈·코발트·망간(NCM) 양극재 입자를 소입경(입자 크기 5마이크로미터) 단입자 형태로 제조하는 기술을 개발했다.

양극재 내부 구조를 단입자로 제조, 기존에 다입자 형태 경계면에서 발생하던 저항을 최소화하고, 입자 강도를 높여 반복적인 충·방전에도 입자 균열(크랙)이 거의 발생하지 않도록 했다고 설명했다.

또 소입경화를 통해 양극재 표면에서 중심까지 리튬이온의 전달거리를 단축하고 전달속도를 높임으로써 배터리 효율을 확보했다고 덧붙였다.

KETI는 배터리 용량의 5배 전류를 사용하는 상황에서 가용용량이 기존 41%에서 74%까지 높아졌다고 전했다. 유지상 KETI 센터장은 “핵심 기술을 지속 확보해 차세대 전지로 손꼽히는 전고체 전지 상용화에 힘쓰겠다”고 전했다.

연구는 산업통상자원부와 한국산업기술평가관리원의 지원을 받아 진행됐다. 화학공학 분야 세계적인 학술지인 'Chemical Engineering Journal' 최신호에 게재됐다.

김영호 기자 lloydmind@etnews.com