레몬, '용량 1.5배, 수명 5.5배' 차세대 전고체 전지 개발

나노소재 전문기업 레몬이 기존 대비 용량 1.5배, 수명 5.5배 향상된 전고체 전지 개발에 성공해 관련 기술을 25일 특허출원했다.

레몬은 한국화학연구원 에너지융합소재 연구센터 김동욱 박사팀과 '다공성 나노파이버(수십에서 수백 나노미터의 초극세사, 고분자물질의 원료로 사용되고 있음) 지지체를 이용한 리튬 고분자 전지 개발'을 진행한 결과 이같은 기술확보에 성공했다.

레몬은 자사가 대량 양산하고 있는 PVDF(폴리비닐리덴 플로라이드)와 PP(폴리프로필렌)이 결합된 지지체에 한국화학연구원이 개발한 고체 고분자 전해질을 함침한 결과 전고체 전지에 적합하도록 기공크기와 통기도가 제어돼 기존 지지체 대비 리튬 이온의 전달 속도가 2배 이상 향상됐다고 설명했다. 또 표면 특성이 개선돼 기존 지지체 대비 고분자 전해질의 함침성이 크게 개선되는 결과를 얻어냈다.

레몬에 따르면 2C(2시간 충전) 조건에서 기존 전지 용량은 그램당 80mAh를 기록한 반면 나노섬유 지지체 적용 전고체 전지는 130mAh를 기록해 1.5배 높은 용량을 발현했다. 또 기존 전지는 100싸이클 후 잔존용량이 15%를 나타냈지만 나노섬유 전지는 84%를 보여 전지수명이 5.5배 향상됐다.

김동욱 박사는 "이번 개발은 전고체 전지 코인셀을 제작해 여러 실험을 수행한 결과 높은 이온전도도와 우수한 전해질 함침성으로 고용량·장수명의 우수한 전고체 전지를 개발하게 됐다"며 "관련 기술을 특허출원 했고 현재 상용화를 위한 셀을 제작해 테스트를 진행하고 있다"고 설명했다.

김광진 레몬 대표이사는 "나노파이버를 활용한 전고체 전지의 개발은 나노멤브레인의 차별화 되고 우수한 장점을 활용한 다양한 산업부분 제품의 적용을 위해 지속적인 연구개발을 진행한 결과"라며 "2030년 배터리 시장의 10%를 차지할 것으로 예측하고 있는 전고체 배터리 부분의 상용화 시장에서 기술을 선점한 데 큰 의미가 있다"고 말했다.