한국자동차연구원이 차세대 배터리 기술 개발과 기업 기술 이전을 통해 국내 배터리 산업 생태계 강화에 앞장선다. 한자연은 차세대 보급형 배터리 시장에서 주목받고 있는 리튬망간인산철(LMFP)과 나트륨 전지의 전극 기술 2건을 국내 배터리 전극 전문 기업 JR에너지솔루션에 이전했다고 27일 밝혔다. 양 기관은 이번 이전을 발판 삼아 해당 기술의 상용화를 추진하고, 차세대 배터리 시장 선점과 산업 활성화를 위한 협력을 본격화할 계획이다.

LMFP 배터리는 기존 리튬인산철(LFP) 배터리에 망간을 더해 에너지 밀도를 높인 차세대 배터리다. 다만 충·방전 과정에서 망간이 흘러나와 전해액을 고갈시키고 수명을 단축시키는 고질적인 문제를 안고 있었다.



특수 수계 바인더 및 희생양극 코팅층 기술로 한계 극복
한자연은 망간 양이온을 효과적으로 흡착할 수 있는 특수 수계 바인더를 적용한 기술을 개발해 난제를 해결했다. 고온 환경에서 망간 용출을 억제함으로써 배터리의 수명과 저장 성능을 기존 대비 15% 이상 개선하는 데 성공했다.

가격 경쟁력을 무기로 리튬의 대안으로 부상 중인 나트륨 전지는 제조 과정에서 전체 셀 용량이 감소하는 비가역 용량 문제가 상용화의 걸림돌로 지적되어 왔다. 한자연 연구팀은 양극층 상부에 별도의 희생양극 코팅층을 형성하는 독자적인 기술을 통해 용량 손실을 저감했다. 제한되었던 나트륨 전지의 에너지 밀도를 20% 이상 향상시켜 상용화 가능성을 대폭 끌어올린 셈이다.

추가 설비 없는 공정 호환성…국내 배터리 생태계 강화 주도
이전된 2건의 기술은 기존 전극 제조 공정에 그대로 적용할 수 있어 공정 편의성이 매우 높다. 대규모 추가 설비 투자나 비용 증가 없이도 배터리 특성을 바꿀 수 있어 산업 현장에서의 즉각적인 적용이 가능하다. 한국연구재단의 나노 및 소재기술개발사업 지원을 받아 수행된 이번 성과는 고에너지밀도 올리빈계 양극 소재-전극 개발 과제의 결실이다.

진종욱 한국자동차연구원 원장은 기술 이전이 국내 중소·중견 배터리 기업의 사업화 역량 강화에 실질적인 도움이 되기를 기대한다며 연구원이 개발한 기술이 산업 현장에서 성공적으로 상용화되고, 글로벌 차세대 배터리 기술 경쟁력 확보로 이어질 수 있도록 지속적인 지원을 아끼지 않겠다고 밝혔다.

글 / 원선웅 (글로벌오토뉴스 기자)​
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