롯데케미칼, 차세대 배터리용 분리막 코팅소재 개발

기존 리튬이온배터리 제조 공정 활용…차세대 배터리 생산 시 투자비 절감

리튬메탈음극재의 안정성 향상을 위한 분리막 코팅소재 기술 개발 ⓒ롯데케미칼

롯데케미칼이 차세대 반고체·전고체 리튬메탈배터리에 사용되는 리튬메탈음극재의 불안정성을 해결할 수 있는 차세대 배터리용 ‘분리막 코팅소재 제조 기술’을 국내 최초로 개발했다.

롯데케미칼은 고분자계 고체전해질 기반 ‘분리막 코팅소재 제조 기술’의 국내특허 출원을 완료했다고 28일 밝혔다.

이번 출원된 기술은 리튬이온의 흐름성을 개선하는 기능성 소재를 리튬메탈배터리 분리막에 코팅하여 덴드라이트(리튬에 바늘처럼 성장하는 현상, 전지의 활성을 저하시키는 가지모양의 결정) 현상을 억제함으로써 리튬메탈배터리의 내구성을 개선하는 것이 핵심이다.

이를 통해 리튬메탈음극재의 장기 안정성과 내구성을 확보할 수 있으며, 500사이클에서 90% 이상의 용량보존율을 보여, 기존 코팅이 없는 분리막 대비 약 30% 이상의 내구성 향상 효과를 기대할 수 있다.

이 기술을 활용하면 기존 리튬이온배터리에 적용되는 제조설비 사용이 가능하여 차세대 반고체·전고체 리튬메탈배터리 생산설비 구축 시 투자비 절감이 가능한 장점도 있다.

롯데케미칼은 지난 2021년 리튬메탈음극재 개발 美 스타트업 '소일렉트(SOELECT)'에 지분투자 및 JDA(공동연구개발) 체결 이후 약 2년 여의 공동 연구를 통해 기존 리튬이온배터리 대비 높은 에너지 밀도와 안정성으로 '차세대 배터리'로 평가받는 반고체/전고체 리튬메탈배터리 관련 기술을 개발, 적용한 것이다.

롯데케미칼은 현재 국내외 리튬메탈배터리 연관업체 및 대학 등과 기술 적용을 위한 테스트를 진행 중이며 전문 연구기관들과 추가 협력관계를 구축할 예정이다. 이를 통해 리튬메탈음극재가 적용 가능한 시장을 개척하고, 리튬메탈배터리의 상용화를 앞당기는데 기여할 계획이다.

황민재 종합기술원장은 “롯데케미칼이 가진 미래소재기술을 통해 배터리 핵심 기술을 신속히 확보함으로써 글로벌 배터리 소재 시장을 적극 공략하고 관련 시장을 선도해 나가겠다”고 말했다.

조성진 소일렉트 대표이사는 “이번 롯데케미칼과의 공동개발을 통해서 고용량 리튬 메탈 음극의 수명특성 향상을 위한 고분자형 전해질 및 이를 응용한 소재 및 공정 기술을 개발하였고, 앞으로 다양한 협력을 통해서 고안정성 리튬메탈배터리 상용화에 속도를 내겠다.”고 밝혔다.

롯데케미칼은 지난해 '전지소재사업단'을 신설하고 신성장동력의 일환으로 배터리 소재 사업의 역량 확대를 본격 추진하고 있으며, 금년 하반기에는 대산공장 내 전기차 배터리용 전해액 유기 용매인 고순도 에틸렌카보네이트(EC)와 디메틸카보네이트(DMC) 생산 시설의 기계적 준공을 앞두고 있다.

롯데케미칼은 향후 친환경차 수요 증가 및 신재생에너지 확대에 대비하여 체계적이고 선제적인 투자 및 육성을 통해 전기차-배터리–소재로 이어지는 글로벌 공급망(Supply chain)의 핵심 회사로 성장한다는 계획이다.