박준우 전기연 박사팀, 고체 전해질 합성법 개량
폭발 위험 없는 차세대 전기차 배터리 활용 기대
차세대 전기차 배터리로 꼽히는 전고체 배터리의 고체 전해질 생산 비용을 90% 낮출 수 있는 기술이 국내에서 개발됐다.
박준우 한국전기연구원 차세대전지연구센터 박사 연구팀은 고체 전해질을 저렴하게 만들 수 있는 ‘특수 습식 합성법’을 개발했다고 8일 밝혔다.
전고체 배터리는 전자와 이온이 두 전극을 오가는 길인 전해질을 기존 액체에서 고체로 대체한 배터리다. 액체 전해질을 사용하는 리튬이온 배터리보다 화재 위험이 낮고 구조가 단순해 고용량화, 소형화가 가능해 새로운 전기차 배터리 후보로 꼽히고 있다.
전고체 배터리를 만들기 위한 ‘습식 합성법’은 이온 전도도가 낮다는 단점이 있다. 이온 전도도가 낮으면 배터리 안에서 이온이 상대적으로 잘 움직이지 못해 배터리 성능이 낮아진다. 때문에 제 성능을 내기 위해서는 순도가 높은 전해질 원료를 사용해야 하고, 이것은 제조 비용을 높이는 요인이 됐다.
연구팀은 기존 방법을 개량한 특수 습식 합성법을 선보였다. 연구팀이 찾은 특수한 첨가제를 넣으면 전해질 원료의 순도가 낮아도 이온 전도도가 높은 고체 전해질을 얻을 수 있다.
전극 역시 제조공정을 개선해 더 높은 용량을 구현할 수 있게 됐다. 연구팀은 "기존 리튬이온 배터리의 전극을 만들던 생산라인을 거의 그대로 활용할 수 있다"고 설명했다. 관련 연구성과는 네이처 자매지인 ‘사이언티픽 리포트(Scientific Reports)’에 지난 7월 게재됐다.
이상민 센터장은 "저가형 고체 전해질 소재 합성법 개발로 상용화 시기를 앞당길 수 있게 됐다"고 말했다.