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전기차용 고체전지 기술 기업에 넘겨 상용화한다

화학연구원, 핵심기술 개발해 에너진에 이전
외부충격·온도변화에도 화재·폭발 위험 없어
한국화학연구원 강영구·석정돈·김동욱 박사팀이 개발한 고체전지는 충방전 횟수가 증가했고, 접거나 잘라도 정상적으로 작동한다. 화학연구원 제공
한국화학연구원 강영구·석정돈·김동욱 박사팀이 개발한 고체전지는 충방전 횟수가 증가했고, 접거나 잘라도 정상적으로 작동한다. 화학연구원 제공


[파이낸셜뉴스] 한국화학연구원 강영구·석정돈·김동욱 박사팀이 전기차용 전고체 전지를 만드는 핵심기술을 개발해 신재생에너지기업 에너진에 기술이전했다.

에너진은 화학연구원의 전고체 고분자 전지 기술을 활용해 전고체 고분자 전지 상용화를 목표로 하고 있다. 화학연구원의 연구진은 에너진과 공동 연구를 통해 기존 전고체 전지 기술이 가지고 있는 제조 공정의 문제점을 해결하고 전고체 전지의 상용화에 주도적 역할을 진행할 계획이다.

26일 화학연구원에 따르면, 전세계 친환경 전기차 판매 대수가 2025년 기준으로 1690만대를 넘어설 전망이다. 이와함께 리튬이차전지 시장 규모는 2017년 330억 달러에서 2025년 1600억 달러로 급격하게 성장할 전망이다.

현재 사용하고 있는 '리튬이온 전지'는 양극과 음극 사이 전자와 이온이 이동하는 전해질이 액체 상태다. 때문에 온도변화나 외부 충격을 받으면 불안정해져 화재 위험이 있다. 반면, 전고체 전지는 전해질을 포함한 모든 구성요소가 고체여서 화재와 폭발을 방지할 수 있는 강점을 지닌 고안정성 차세대 전지로 주목받고 있다.

특히, 고체 전해질 중 '고분자 고체 전해질'은 화재나 폭발로부터의 안전성 이외에도, 경제성, 공정의 편의성, 플렉서블 소자에 적용 가능성 등 여러 장점때문에 전고체 전지의 핵심 전해질로 손꼽힌다.

그럼에도 기존 '고분자 고체 전해질'은 상온에서 리튬이온 전도도가 낮고 전극과 전해질의 접촉상태가 안정적이지 못하다. 이 때문에 이차전지의 성능이 하락해 전고체 고분자 전지의 상용화에 걸림돌이 되고 있다.

연구진은 고분자 고체 전해질의 분자를 구조 제어하는데 성공했다. 이를 통해 리튬 이온 전도도를 향상시킨 고분자 고체 전해질을 만들어냈다. 또 복합전극 설계를 통한 전극과 전해질 접촉상태를 안정화 시키는 기술까지 확보했다.

그결과 연구진은 이차전지 핵심소재에 대한 우수한 연구역량과 원천 기술 및 특허를 보유하고 있으며, 다양한 기관과의 협력을 바탕으로 기술 개발 노하우를 축적하고 있다. 특히 연구진이 보유하고 있는 고분자 고체 전해질의 설계, 합성, 제조 및 전극·전해질 계면 안정화 제어 기술은 세계적으로도 손꼽히는 기술이다.

한편, 화학연구원은 에너진과 지난 25일 전고체 고분자 전지 기술이전 계약 체결식을 개최했다. 이날 행사에는 화학연구원 이미혜 원장과 에너진 장진숙 대표 등 관계자 8명이 참석했다.

이미혜 원장은 "화학연구원이 이미 보유하고 있는 연구역량과 관련 기업과의 협력을 통한 전고체 전지의 원천기술 확보를 바탕으로, 에너지 및 기후 변화 문제 해결에 기여하고 국가 기술 경쟁력을 강화할 수 있기를 기대한다"고 말했다.

monarch@fnnews.com 김만기 기자