미래나노텍, 한양대와 전고체 배터리 핵심 기술 확보
건식 공정 기반 고체전해질막 기술 개발
[파이낸셜뉴스] 미래나노텍이 산학협력을 통해 차세대 전고체 배터리 핵심 기술을 확보했다.
23일 관련 업계에 따르면 미래나노텍이 한양대 에너지공학과 송태섭 교수 연구팀과 함께 차세대 전고체 배터리 안전성과 내구성을 동시에 향상시킬 수 있는 건식 공정 기반 고체전해질막 기술을 개발했다. 이번 연구 성과는 전고체 배터리 실제 양산 가능성을 입증한 기술로 인정받아 국제학술지 e사이언스(eScience)에 게재됐다.
그동안 전고체 배터리는 화재 위험이 없고 에너지 밀도가 높아 '꿈의 배터리'로 불려왔다. 하지만 배터리를 얇게 만들 경우 구조가 쉽게 무너지고 장기 충·방전 시 성능이 급격히 떨어지는 내구성 문제가 상용화에 있어 장벽으로 작용해왔다.
미래나노텍은 한양대와 함께 이러한 상용화 장벽을 넘기 위해 황화물계 고체전해질에 산화물계 소재인 'LLZO'를 적용한 새로운 건식 공정 기술을 개발했다. 공정 과정에서 배터리 내부 구조를 더욱 균일하고 치밀하게 형성할 수 있도록 제어, 고체전해질막의 기계적 안정성을 높일 수 있었다.
이번 고체전해질막은 충·방전 과정에서도 안정적인 구조를 유지했다. 아울러 배터리 내부 단락 위험을 줄이고 장기 수명 특성을 향상시키는 결과를 보였다. 특히 전극과 전해질 간 접촉 안정성을 개선, 장시간 사용 환경에서도 우수한 성능을 보였다. 이를 통해 전고체 배터리 실제 상용화 기준을 충족시킬 것으로 전망된다.
또한 이번 연구는 액체 용매를 사용하지 않는 '친환경 건식 공정'을 통해 대면적 생산 가능성을 확보했다는 점에서 의미가 있다. 건식 공정은 기존 습식 공정 대비 유해 물질 배출이 없다. 여기에 제조 공정을 단순화해 생산 원가를 획기적으로 낮출 수 있다.
미래나노텍과 한양대는 상용화 단계 기술 선점과 시장 주도권을 확보하기 위해 황화물계 및 산화물계 고체전해질을 활용한 건식 고체전해질막 조성과 제조공정을 포함하는 공동 특허 출원을 마쳤다.
한양대 관계자는 "이번 연구는 전고체 배터리 안전성과 수명 향상은 물론, 양산 가능한 대면적 건식 공정 기술까지 동시에 확보한 성과"라며 "기술적 한계에 부딪혔던 고에너지밀도 전기자동차용 전고체 배터리 상용화 시기를 앞당기는 기반 기술이 될 것"이라고 밝혔다.
미래나노텍 관계자는 "이번 기반 기술 확보와 공동 특허 출원을 통해 전고체 배터리 건식 공정 소재 분야에서 선도적인 기술적 지위를 다지게 됐다"며 "글로벌 완성차 및 배터리 제조사들의 전고체 배터리 상용화 로드맵에 발맞춰 관련 연구개발을 진행하고 사업 기회를 적극 창출할 것"이라고 말했다.
butter@fnnews.com 강경래 기자
