전해액 전문기업 엔켐이 차세대 이차전지 기술의 핵심 키워드로 '고용량·저가격·고안전성·고성능'을 제시하며, 이에 맞춘 전해질 연구개발 방향을 공개했다.
7일 화학경제연구원이 서울 영등포구 전경련회관에서 주최한 '제3회 미래형 배터리 소재 및 기술 전망 세미나'에서 장영철 엔켐 기술연구소 상무는 '이차전지 전해질 기술 및 개발 동향'을 주제로 발표했다.
장 상무는 이 발표에서 리튬이온 배터리의 개발 방향은 ▲고용량 ▲저가격 ▲고안전성 ▲고성능 등 크게 네가지 방향으로 전개되고, 전해액의 가장 중요한 원재료인 전해질도 배터리의 개발 방향에 맞춰 연구해야 한다고 강조했다.
고용량 배터리 개발은 에너지 밀도를 향상해 전기차 주행거리를 증가시키는 역할을 한다.
니켈리치 고전압 양극소재와 고용량 실리콘 음극소재 및 금속 리튬 음극이 주 연구 대상이다.
장 상무는 "고용량 실리콘 음극소재는 흑연 대비 비용량(specific capacity)이 높고, 풍부한 자원으로 가격 측면에서 매우 유리하지만 충방전 시 큰 부피로 팽창하고 고온 가스가 과다 발생한다는 과제를 안고 있으며, 금속 리튬은 무게당 에너지 밀도를 대폭 증가시킬 수 있는 소재이나 리튬이온이 리튬금속으로 환원될 때 수지상 성장이 문제가 된다"며 "소재와 전해액 단계에서 이런 문제를 최소화해야 한다"고 했다.
장 상무는 현재 저가격 측면에서 경쟁력이 있어 널리 사용되는 리튬인산철(LFP)과 리튬망간인산철(LMFP), 리튬망간리치(LMR) 양극소재, 건식전극 공정에 대해서도 소재 단계에서 해결해야 하는 기술과 전해액 단계에서 해결해야 하는 기술들을 설명하며 참석자들의 이해를 높였다.
또 장 상무는 "나트륨 배터리(SIB)는 자원확보가 용이하고, 저가격으로 환경친화적이면서 비교적 안전하다는 강점으로 향후 개발 수요가 증가할 것"이라고 예상했다.
이외에 전기차 구매의 장애물로 지적되는 화재 가능성과 열 폭주 현상을 방지할 수 있는 고안전성 전해액 기술의 실험 결과를 발표했다.
심성아 기자 heart@asiae.co.kr
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