‘전고체전지 전해질’ 상온 제조 기술 개발

KIST 연구팀 성공 개가

재사용 가능한 차세대 배터리
기존보다 최대 6배 빨리 생산

국내 연구진이 차세대 배터리 ‘전고체전지’에 활용되는 소재 합성 기술을 개발했다. 실용화되면 전고체전지를 기존보다 안전하게, 최대 6배 빨리 생산할 수 있게 될 것이란 기대가 나온다.

15일 한국과학기술연구원(KIST)에 따르면 에너지소재연구센터 김형철 책임연구원팀이 전고체전지용 고체전해질을 상온·상압에서 합성하는 데 성공했다.

전고체전지는 충전을 통해 재사용하는 2차 전지로, 현재 전기자동차 배터리 등에 사용되는 리튬이온전지보다 화재·폭발 위험성이 낮아 미래 배터리로 주목받고 있다. 배터리 내부에서 전기를 통하게 하는 소재로 액체전해질이 아닌 고체전해질이 이용되는데, 액체전해질과 비슷한 성능을 내려면 500도 이상의 고온에서 며칠간 결정화하는 공정이 필요해 생산성이 낮다.

이에 연구팀은 황화물계 고체전해질 중 하나인 아지로다이트의 결정화 온도를 낮추는 제어법과 낮아진 결정화 온도에 적합한 2단계 기계화학적 밀링(milling) 신공정을 개발했다. 이를 통해 고온 열처리 공정 없이 상온에서 아지로다이트 고체전해질을 합성했다. 성능은 액체전해질과 유사한 것으로 분석됐다. 또 15시간 내로 공정을 마무리할 수 있어 기존 공정보다 소재 생산성이 2∼6배 높은 것으로 평가됐다.

연구 결과는 기능성 재료 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼스’에 게재됐으며, 저널 표지(사진) 논문으로 선정됐다.

김 책임연구원은 “전지 공정 최적화 등 후속 연구를 진행할 것”이라며 “실용화된다면 전기자동차와 에너지 저장시스템(ESS)에 적합한 전고체전지 상업화의 기폭제가 될 것”이라고 기대했다.

이진경 기자 [e-mail]