KETI, 전고체 전지용 신규 석출형 음극 기술 개발

불화 마그네슘-탄소 음극재의 복합 구조 통해
높은 수명 특성을 확보하는 성과 도출

전고체 전지에 적용할 수 있는 불화마그네슘 기반의 신규 석출형 음극 기술을 개발한 KETI의 연구 성과가 국제학술지 표지 논문에 소개되고 있다. 사진제공=KETI

[서울경제]

한국전자기술연구원(KETI)은 LG에너지솔루션과의 기술 협력을 통해 전고체 전지에 적용할 수 있는 불화마그네슘 기반의 신규 석출형 음극 기술을 개발했다고 12일 밝혔다. 이 연구 성과는 재료화학 분야 국제 학술지의 표지 논문으로 선정됐다.

전고체전지는 황화물계 고체전해질을 도입한 차세대 전지로 안전성의 원천적인 확보와 동시에 기존 리튬이온전지의 에너지밀도를 뛰어넘을 수 있는 게임체인저로 주목받고 있다. 일반적으로 은과 탄소를 활용한 석출형 음극 기반의 전고체 전지는 전지의 수명 및 특성이 우수한 것으로 알려져 있다. 하지만 은 자체가 고가의 소재이며 나노 은 입자과 탄소 입자의 물리적 특성의 차이로 인해 전극 제조 공정의 난도가 높아 그동안 전극 대량생산의 걸림돌로 작용해 왔다.

이에 KETI 차세대전지연구센터는 리튬 금속과 고용체를 형성할 수 있는 마그네슘으로 은을 대체하고자 했다. 마그네슘을 불화물의 형태로 안정화한 후 탄소 입자 표면에 합성, 석출형 음극재로 제조하는 데 성공했다. 기술 개발을 주도한 정윤채(선임연구원) 박사팀은 “마그네슘 불화물을 도입해 전지 특성을 개선함으로써 기존의 은-탄소 시스템을 탈피한 신규 전고체전지 시스템의 가능성을 확인했다”며 ”차세대 전지 핵심 기술들을 발판으로 향후 전고체전지 신규 소재 및 공정 개발에 노력을 아끼지 않을 것“이라고 소감을 밝혔다.

해당 기술은 LG에너지솔루션의 지원과 한국산업기술기획평가원(KEIT)의 산업기술 알키미스트 프로젝트를 통해 개발됐다. 유지상 KETI 차세대전지연구센터장은 “KETI는 전고체 전지 소재 및 전극 요소 기술뿐만 아니라 전지 제조 기술까지 폭넓은 연구를 진행하고 있다”며 “전고체 전지 분야 국내 핵심 연구기관으로서 전고체 전지 상용화 연구에 주력하겠다”고 말했다.

김기혁 기자 coldmetal@sedaily.com