에너지硏, '전기자동차 주행거리' 늘리는 신소재 개발

저비용 고효율… 중·대형 리튬이온전지 시장 패러다임 변화 기대

한국에너지기술연구원 분리변환소재연구실 장보윤 박사 연구진은 나노기술을 기반으로 하는 리튬이온전지 음극 소재인 산화규소(SiOx) 나노분말 제조기술을 개발했다고 7일 밝혔다.

이 기술은 전기자동차 등의 에너지저장원인 '리튬이온전지'의 제조가격은 낮추고 효율은 높일 수 있어 주목받고 있다.

연구진이 개발한 이 기술을 이용, 제조된 산화규소(SiOx) 나노분말에는 리튬과의 반응성이 높은 실리콘(Si)이 포함됐다.

자료제공=한국에너지기술연구원

이를 리튬이온전지에 적용하면 현재 사용되고 있는 흑연 음극재에 비해 에너지 용량을 4배가량 높일 수 있다고 연구진은 설명했다.

규소는 상압 조건에서 산화 반응을 제어하기 어렵기 때문에 진공 상태에서 합성하는 것이 일반적이며 제조가격도 비싼 편이다.

하지만 이 기술은 합성반응영역을 진공 상태와 흡사하게 만들어 상압 조건에서도 합성할 수 있게끔 설계됐다.

또 제조 시 킬로그램 당 2~3달러 정도의 저가 규소원료만을 사용하고 금속분야에 일반적으로 사용되는 유도용융장치를 활용해 유일하게 상용화된 일본 제품 대비 30~50%의 생산단가 절감효과를 보였다.


이 기술은 지난해 말 국내 중소기업에 10억400만원의 기술료를 받고 기술이전됐다.

기술을 이전받은 이 업체는 2019년 1월 제품 양산화 목표로 상용화 연구를 진행 중이다.

연구책임자인 장보윤 박사는 "고품질의 산화규소 나노분말이 전기자동차용 배터리에 적용되면 기존 전기자동차의 배터리 가격을 낮추는데 핵심적인 역할을 할 것"이라며 "한번 충전으로 500㎞이상의 주행거리를 확보해 기존 내연기관 자동차를 대체시키는데 중요한 역할을 할 것으로 기대된다"고 말했다.