"전기차, 1회 충전에 주행거리 1000km" 국내 연구진 배터리 신기술 개발

국내 연구진이 최대 1000km 달릴 수 있는 전기차 배터리 기술을 개발했다. 17일 POSTECH 연구진은 국제 학술지 ‘어드밴스드 사이언스(Advanced Science)’에 젤(gel)형태의 고분자 전해질을 활용해 기존 리튬 이온 배터리보다 두 배 이상 높은 파우치 셀을 개발했다고 보고했다.

기존 실리콘 음극재는 배터리 효율이 떨어진다는 문제점이 있다. 충전 및 방전 할 때마다 3배이상 부피가 변화해서다. 이를 해결하기 위해 나노(10억분의 1m) 실리콘을 활용하면 제조공정이 까다롭고 큰 비용이 발생한다. 마이크로(100만분의 1m) 실리콘은 가격이 상대적으로 저렴하지만 부피 팽창 문제가 더욱 극심했다.

연구진은 전자빔을 사용해 마이크로 실리콘 입자와 젤 전해질 간 공유 결합을 만들었다. 이는 마이크로 실리콘 부피 변화를 완화한다. 리튬이온 배터리 구동 중 부피팽창으로 인한 내부응력을 분산시키기 때문이다.

괄목할만한 점은 위 기술이 현재 바로 적용할 수 있다는 것이다. 경제적이면서도 안정적이다. 실리콘-젤 전해질 시스템은 기존 액체 전해질 전지와 유사한 이온 전도도를 보이고, 에너지 밀도를 40% 향상한다.

지난해 9~10월 딜로이트 컨설팅은 ’글로벌 자동차 소비자 조사‘를 진행했다. 전 세계 24개국 2만6000명이 1회 충전 주행가능거리에 대해 응답했다. 한국의 경우 73%가 ’1회 충전당 400km 이상‘을 원했으며, ’500km 이상‘은 50%였다. 독일은 ’1회 충전당 400km 이상‘에 79%가 응했고, ’500km 이상‘은 53%였다.

한편 26일 LG에너지솔루션은 올해 글로벌 전기차 수요가 20%대 중반의 성장률일 것으로 예측했다. 과거 연간 성장률이 30%를 넘었던 시기보다 둔화세를 타고 있다. 자동차업체 포드는 지난 19일(현지시간) 전기 픽업트럭 모델 ’F-150’라이트닝 생산을 줄이고 직원 약 1400명을 감원할 예정이다. 해당 모델에는 SK온의 NCM9 배터리가 탑재되고 있다.

윤소희 인턴기자 ysh@hankyung.com