"구부리고 잘라도 달린다"…이차전지 뛰어넘는 전고체 전지, 韓서 구현

얇고 튼튼해 대량 생산 '롤투롤 공정' 가능성
"전기자동차 시장의 경쟁력 강화에 기여할 것"

고성능 산화물 기반 전고체 전지 개발 연구팀. (한국에너지기술연구원 제공) 2023.11.21 /뉴스1

(서울=뉴스1) 김승준 기자 = 한국 연구진이 이차전지의 에너지 밀도를 뛰어넘는 전고체 전지 구현에 성공했다.

한국에너지기술연구원은 에너지저장연구단 장보윤 박사 연구진이 상온에서도 높은 이온전도성을 가진 전고체 전지용 고체 전해질을 개발했다고 21일 밝혔다.

이번에 개발된 고체전해질을 적용한 전고체 전지는 킬로그램(㎏)당 310Wh(와트시)의 성능을 보였다. 이는 기존 상용이차전지의 에너지밀도 한계인 킬로그램당 300Wh를 뛰어넘는다.

이번 고체 전해질은 산화물 고체전해질이 함유된 중간층과 이온전도성 첨가제를 함유한 고이온전도성 고분자 전해질이 위-아래층으로 있는 3층 샌드위치 구조다.

전해질의 내부 소재간 결착력과 안정성 또한 높은 편이어서 얇게 만들 수도 있다. 그 덕에 생산 효율이 높은 '롤투롤 공정' 활용이 가능하다. 롤투롤 공정은 플라스틱 필름이나 금속 포일 롤에 유연하고 큰 표면의 필름을 연속적으로 생산하는 방법으로 대량 생산에 적합하다.

연구진이 개발한 전고체 전지 복합 전해길 기술의 개념도 (한국에너지기술연구원 제공) 2023.11.21 /뉴스1

아울러 연구진은 전지를 자르거나 구부려도 전지가 안정적으로 작동하는 것도 확인했다.

전고체 전지는 기존 리튬이온전지에 비해 화재 위험이 적고 높은 에너지 밀도를 달성할 수 있는 잠재력이 있어 전기차 시장에서 차세대 전지로 주목받고 있다.

장보윤 박사는 "출연연 주도로 안전하고 우수한 산화물계 고체 전해질 기술개발과 사업화 가능성을 제시했다는 점에 큰 의의가 있다"며 "기존 한계를 극복하는 배터리 소재 확보를 통해 전기자동차 시장의 경쟁력 강화에 기여할 것으로 기대된다"고 말했다.

연구진이 개발한 기술은 전고체 전지 스타트업인 에이에스이티에 1차 기술이전을 완료했다.

박석정 에이에스이티 대표는 "글로벌 업체들이 전고체 전지 기술 상용화를 확대해 나가는 시기에 이러한 기회를 얻게 돼 기쁘게 생각한다"며 "향후 전고체 전지 기술의 상용화 개발협력에 최선을 다하겠다"고 했다.

seungjun241@news1.kr