KETI, 전고체 배터리 성능 향상 '음극 공정기술' 개발

은이온복합체-탄소재 복합화 개념도. (이미지=한국전자기술연구원)

한국전자기술연구원(KETI)은 전고체 배터리 수명 특성과 생산성을 높인 석출형 음극 공정기술을 개발했다고 26일 밝혔다. 전고체 배터리는 고체 전해질을 도입, 기존 리튬이온배터리 대비 에너지 밀도와 안전성을 개선할 수 있는 차세대 전지다.

KETI가 개발한 석출형 음극 기술은 열 환원이 가능한 은 화합물을 전극 제조공정에 활용한 것이 특징이다. 연구진은 전극을 코팅하고 건조하는 공정에서 사용하는 열 에너지를 기반으로 은-탄소 복합층을 합성했다.

이는 전고체 배터리 수명 향상과 대량 제조에 기여할 것으로 예상된다. 그간 은과 탄소 입자는 물리적 특성 차이로 전극 제조공정 난도를 높이는 요인이었다. 전극 대량생산에서도 걸림돌로 작용했다.

연구진은 기술 적용 후 전극 내 은과 탄소 입자 분포가 균일해지는 것으로 나타난 만큼 음극 내에서 리튬이온의 활발한 이동이 이뤄질 것이라고 설명했다. 또 은 입자 크기도 기존 10분의 1 수준인 5나노미터(㎚) 규모로 감소해 전극 대량 생산도 가능할 전망이다.

유지상 KETI 차세대전지연구센터장은 “은-탄소 입자의 효율적 복합에 성공, 전지 자체 성능 향상뿐만 아니라 제조 공정 단순화를 현실화했다”며 “KETI는 차세대전지 분야 핵심 기술을 발판으로 향후 고체전해질 신규 소재 및 공정 개발에도 집중하겠다”고 말했다.

이호길 기자 eagles@etnews.com