변형 자유로운 ‘전고체 이차전지’ 개발 등

세계 전기차(EV) 시장 규모가 점차 커지면서 리튬이온 전지를 중심으로 이차전지 시장의 성장세가 뚜렷해지고 있다. 이에 국내 연구진은 리튬이온 전지와 관련한 연구 개발을 지속하고 있다.

리튬이온 전지는 저장용량이 높지만, 발화사고가 잦다는 문제가 있다. 그런 단점을 보완하기 위해 국내 연구팀이 최근 바나듐 레독스 흐름전지 생산 효율성을 끌어올리는 시스템을 개발했다.

한국에너지기술연구원은 바나듐 전해액 대량생산이 가능한 촉매반응 시스템을 구축하는 데 성공했다. 연구팀이 개발한 기술을 활용하면 전해액을 기존보다 약 40% 저렴한 가격에 대량으로 생산할 수 있다. 연구팀은 전해액의 산화를 방지하고 반응효율을 높이기 위해 질소를 활용한 공정을 도입했다. 또한 촉매가 균일하지 못한 상태로 흐르는 현상을 방지하는 촉매 반응기도 독자 개발했다.

연구팀은 이번에 개발한 바나듐 전해액 제조기술을 국내 기업에 이전할 계획이다. 대용량 촉매 반응기를 통해 전량 해외에 의존하던 바나듐 전해액을 국산화할 수 있게 될 것으로 기대하고 있다.

자유자재로 변형할 수 있는 차세대 ‘전고체 이차전지’도 개발됐다. 기존 이차전지용 전해질을 액체에서 고체로 바꾼 전고체 이차전지는 화재·폭발 위험이 없는 전지로 주목받고 있다. 이 전지는 구기거나 잘라도 정상적으로 작동해 웨어러블 기기 등에 적용할 수 있을 것으로 기대된다.

한국기초과학지원연구원은 리튬이온을 전극 내부까지 원활히 이동할 수 있는 복합전극 기술과 넓은 면적의 셀을 쌓아 올려 대용량을 구현할 수 있는 풀셀(양극재와 음극재가 셀 양쪽에 위치하는 완전 셀) 기술을 이용해 고성능 전고체 이차전지를 개발했다.

연구팀은 “기존 이차전지 제작 공정을 그대로 활용해 제작할 수 있다”며  “웨어러블 전자기기와 드론, 전기자동차 등에 활용되는 중대형 이차전지에 적용 가능해 미래 이차전지 산업의 중추적인 역할을 할 것이다”고 말했다.