[충청뉴스 이성현 기자] 한국화학연구원이 개발한 전기 자동차용 고분자 고체 전해질 및 전극 핵심기술을 개발해 기술이전했다.
화학연은 에너진㈜과 25일 전고체 고분자 전지 기술이전 계약 체결식을 개최했다고 밝혔다.
화학연 강영구·석정돈·김동욱 박사 연구팀은 기존 고체 전해질의 한계를 뛰어넘는 높은 이온 전도도와 유연성을 지닌 고분자 고체 전해질 및 계면 안정성과 전기화학 안정성이 우수한 복합전극 기술을 적용한 ‘전고체 고분자 전지’ 개발에 성공했다.
에너진(주)은 당사가 보유한 역량과 화학연의 전고체 고분자 전지 기술을 접목해 전지 성능 향상 및 전지 제조 자동화 공정 개발을 통해 전고체 고분자 전지 상용화를 목표로 하고 있다.
기존 ‘리튬이온 전지’의 전해질이 액체 상태로 온도변화나 외부 충격에 의해 불안정하게 되면 화재 위험이 있는 반면 ‘전고체 전지’는 전해질을 포함한 모든 구성요소가 고체로 이뤄지고 있어 화재와 폭발을 방지할 수 있는 강점을 지닌 고안정성 차세대 전지로 주목받고 있다.
특히, 고체 전해질 중 ‘고분자 고체 전해질’은 발화 및 폭발로부터의 안전성 이외에도, 경제성, 공정의 편의성, 플렉서블 소자에 적용 가능성 등의 여러 장점으로 인해 전고체 전지의 핵심 전해질로 손꼽히고 있다.
그러나 기존의 ‘고분자 고체 전해질’은 상온에서 리튬이온 전도도가 낮고 전극과의 안정한 계면 형성이 어려워 이차전지의 성능이 하락하는 문제는 전고체 고분자 전지의 상용화에 걸림돌이 되고 있다.
이에 연구팀은 일종의 그물망 형태(가교구조)로 이온 전도성 고분자 가소제가 서로 연결되도록 설계해 리튬이온의 전도성 및 유연성이 우수하며, 대량 합성이 가능한 고체 고분자 전해질을 개발했다.
또 전고체 전지의 성능을 저하시키는 요인 중인 하나인 전극과 전해질 계면에서의 이온전달 저항을 최소화하면서도 안정적인 전지 구현을 위해 이온전도성 바인더와 전극 활물질이 유기적으로 통합된 복합전극을 설계했다.
향후 연구팀은 에너진과의 공동연구를 통해 기존의 전고체 전지 기술이 가지고 있는 제조공정의 문제점을 해결, 전고체 전지의 상용화에 주도적 역할을 수행할 계획이다
이미혜 원장은 ”화학연 기보유 연구역량과 관련 기업과의 협력을 통한 전고체 전지의 원천기술 확보를 바탕으로, 에너지 및 기후 변화 문제 해결에 기여하고 국가 기술 경쟁력을 강화할 수 있기를 기대한다“고 밝혔다.
