헬로티 이동재 기자 | 국내 연구진이 전기차의 주행거리를 대폭 늘릴 수 있는 음극재 합성 기술을 개발했다. 합성 기술은 고용량 음극 소재를 상용화하는 데 걸림돌로 지적됐던 내구성 문제를 해결했다. UNIST 에너지화학공학과 조재필 특훈교수팀이 고용량 음극 소재인 실리콘계열 소재의 내구성을 획기적으로 개선하는 합성 기술을 개발했다. 실리콘은 기존에 리튬이온배터리 음극 소재로 널리 쓰이고 있는 흑연보다 용량이 10배나 커 전기차의 주행거리를 대폭 늘릴 수 있는 소재로 주목받았지만, 충·방전 때마다 실리콘 부피가 수배 이상(360%) 부풀어 올라 구조적 손상이 발생하기 쉽고 위험하다는 점 때문에 상용화가 어려웠다. 실리콘의 급격한 부피 변화를 막기 위해서는 실리콘 음극재 입자를 최대한 작게 만들어야하는데, 덩어리 실리콘을 잘게 부수는 등의 방식 등으로는 한계가 있었다. 조 교수팀은 핵 성장 억제에서 답을 찾았다. 음극재를 이루는 입자들은 씨앗 단계인 핵에 원자들이 달라붙으면서 점점 커지는 성장 과정을 거쳐 하나의 입자로 완성되는데, 핵 성장은 억제를 통해 입자를 작게 만들 수 있다는 설명이다. 조 교수팀이 고안한 합성법으로는 입자 크기를 1나노미터 이하(10억분의
헬로티 이동재 기자 | SKC 이사회는 지난 1일 임시이사회를 개최하고 박원철 SK 수펙스추구협의회 신규사업팀장(부사장)을 신임사장으로 선임했다. 2016년 취임 이후 SKC의 괄목할 만한 변화를 이끌어낸 이완재 사장은 SKC의 ESG 경영 및 신사업 추진 관련 그간에 축적된 경영노하우를 지원할 예정이다. 서울대 화학공학과에 입학해 박사 학위를 받고 시카고대 MBA를 마친 박원철 사장은 글로벌 컨설팅사 BCG(Boston Consulting Group)와 GS에너지, 하나자산운용 등을 거쳐 2018년부터 SK 수펙스추구협의회에서 글로벌 성장과 사업 발굴을 맡아온 신규사업 전문가다. SK그룹의 베트남 마산그룹 및 빈그룹 투자, 일본의 친환경 소재 기업 TBM사 투자 등 글로벌 투자를 주도했다. SKC 이사회는 박원철 사장이 딥체인지를 통한 SKC의 성장을 가속할 적임자로 판단했다. SKC는 2017년 ‘우물에서 벗어난다’는 뜻의 탈정(脫井)을 선언한 이래 환골탈태 수준의 딥체인지를 추진해왔다. 2020년 SK넥실리스를 출범시키며 2차전지 소재사업으로 진출했으며 SKC코오롱PI, SK바이오랜드 등의 지분을 정리하며 혁신을 이뤄냈다. 이 기간 동안 SKC의 실적은
헬로티 이동재 기자 | 전기차에서 가장 핵심적인 부품은 뭘까. 전기를 동력으로 사용하는 전기차의 정체성 측면에서, 단연 배터리다. 배터리의 성능에 따라 전기차의 주행거리, 충전시간 등 소비자의 구매를 좌우하는 핵심 요인들이 결정된다. 전기차에 들어가는 배터리의 가격은 전기차 가격 중 40%에서 많게는 50%까지 차지한다. 내연기관 엔진 가격이 자동차 가격의 20%대를 차지하는 것을 생각해보면, 높은 비중이 아닐 수 없다. 현 단계에서 전기차 대중화의 가장 큰 걸림돌로 작용하는 것이 취약한 가격 경쟁력인 만큼, 유관 기업들은 배터리의 생산 비용을 낮추는데 총력을 다하고 있으나, 여전히 배터리는 비싸다. 전기차 배터리는 높은 출력과 효율성을 유지하면서 안전성까지 확보돼야 하기 때문에 만들기가 쉽지 않다. 자동차 회사들은 까다롭고 비싼 배터리를 굳이 스스로 생산하기보다 배터리 제조 전문 회사에 맡겨 왔다. 최근 들어 글로벌 완성차 업체들 사이에서 배터리를 직접 만들어 생산 자립을 이루고 생산 원가를 낮추려는 움직임이 일고 있다. 그러나 아직 배터리 전문 제조사들과의 합작을 통해 기술력을 쌓아갈 수밖에 없는 단계라, 당분간은 현재까지와 같이 배터리 전문 제조사들이
헬로티 이동재 기자 | LG에너지솔루션이 미국 샌디에이고 대학교(이하 UCSD)와 공동 연구로 상온에서도 빠른 속도로 충전이 가능한 장수명 전고체 배터리 기술을 개발했다고 밝혔다. 이는 기존 60도 이상에서만 충전이 가능했던 기술적 한계를 넘은 것이다. 또한 실리콘을 적용한 전고체 배터리 중 상온에서 충방전 수명이 500회 이상인 건 처음이다. 이번 연구 논문은 24일 세계 과학계 연구성과 지표의 기준이 되는 최고 권위의 과학 저널 '사이언스(Science)'지(373권 6562호)에 실려 그 성과를 인정받았다. 에너지 밀도 향상을 위해 리튬 금속을 음극으로 적용한 기존 전고체 배터리의 경우 온도에 민감해 60도 혹은 그 이상의 고온 환경에서만 충전할 수 있는데다 느린 충전 속도가 한계로 지적되어 왔다. 연구팀은 이 문제를 해결하기 위해 전고체 배터리의 음극에서 도전(導電)재와 바인더를 제거하고 5um 내외의 입자 크기를 가진 '마이크로 실리콘 음극재'를 적용했다. 실리콘 음극재는 기존 흑연 음극재에 비해 10배 높은 용량을 가져 배터리의 에너지 밀도 향상을 위한 필수 소재로 손꼽히지만, 충방전 중 큰 부피 변화 때문에 실제 적용이 까다로운 소재로 알려져 있
헬로티 조상록 기자 | LG에너지솔루션이 미국 샌디에이고 대학교(이하 UCSD)와 공동 연구로, 상온(25℃를 의미)에서도 충전이 가능한 장수명 전고체 배터리 기술을 개발했다. 기존 전고체 배터리는 60℃ 이상에서만 충전이 가능했다. 실리콘을 적용한 전고체 배터리 중 상온에서 충방전 수명이 500회 이상인 건 처음이다. 이번 연구 논문은 9월 24일 세계 과학계 연구성과 지표의 기준이 되는 최고 권위의 과학 저널 ‘사이언스(Science)’지(373권 6562호)에 실려 그 성과를 인정받았다. 전고체 배터리는 배터리의 양극과 음극 사이에 있는 전해질을 액체에서 고체로 대체함으로써 현재 사용 중인 리튬-이온 배터리보다 에너지 밀도를 향상시키고 안전성도 강화할 수 있는 차세대 배터리다. 하지만 에너지 밀도 향상을 위해 리튬 금속을 음극으로 적용한 기존 전고체 배터리의 경우 온도에 민감해 60℃ 혹은 그 이상의 고온 환경에서만 충전할 수 있는데다 느린 충전 속도가 한계로 지적되어 왔다. 연구팀은 이 문제를 해결하기 위해 전고체 배터리의 음극에서 도전(導電)재와 바인더를 제거하고 5um(마이크로미터) 내외의 입자 크기를 가진 ‘마이크로 실리콘 음극재’를 적용했다.
헬로티 이동재 기자 | 고용량 리튬이온전지용 복합 음극재의 상용화가 눈앞이다. 한국전기연구원(이하 KERI)이 개발한 ‘고용량 리튬이온전지용 실리콘/그래핀 복합 음극재 대량 제조기술’이 기업체에 11억원에 기술이전됐다. KERI 전기재료연구본부 소속의 나노융합연구센터 이건웅·정승열 박사팀, 차세대전지연구센터 김익준·양선혜 박사팀이 공동으로 개발한 이 기술은 전기차 및 스마트폰 등에 사용되는 리튬이온전지의 음극 소재인 ‘실리콘(Si)’의 단점을 보완한다. 리튬이온전지의 차세대 음극 소재로 주목받는 실리콘은 기존에 사용되던 흑연보다 에너지 밀도가 10배나 높고 충·방전 속도도 빠르다는 장점을 가지고 있지만, 충·방전 시 부피 팽창(3배 수준) 문제와 전기 전도도가 낮다는 단점이 있다. 또한 실리콘 입자가 부서지거나 전극 박리 및 연속적인 전해액 분해 반응으로 인해 전지 성능을 급격히 감소시킬 수 있다는 점도 있어 상용화에 큰 걸림돌이 되고 있다. 이러한 이유로 실리콘의 장점은 살리면서 단점을 보완해주는 소재의 복합화 연구가 국내·외에서 활발하게 진행돼 왔다. 이에 KERI가 주목한 소재는 ‘그래핀’이었다. 그래핀은 2차원 탄소나노소재로서 전도성이 매우 우수하고,
헬로티 이동재 기자 | LG에너지솔루션이 9일 열린 이차전지 전문 전시회 ‘인터배터리 2021’에서 자사의 다양한 배터리 제품을 선보였다. 현장에서 가장 참관자들의 이목을 끈 것은 역시나 전기차였다. LG에너지솔루션 부스의 자동차존에는 자사의 배터리 제품을 탑재한 프리미엄 전기차 포르쉐 타이칸이 전시돼 있었다. ‘2020 세계 올해의 차’ 시상식에서 퍼포먼스와 럭셔리 부분 2관왕을 차지한 포르쉐의 첫 번째 순수 전기차 라인업 타이칸은 세계 최초로 고효율 실리콘 음극재가 첨가된 LG에너지솔루션의 배터리 제품을 탑재해 초고속 급속 충전이 가능하다. 주행 가능 거리는 289km, 배터리 용량은 93.4kWh다. 타이칸에 탑재된 LG에너지솔루션의 배터리 제품은 E66A CELL과 E66A Module로, 해당 모듈의 배터리 용량은 129Ah, 총 전력량은 2.83kWh다. 현장에서 LG에너지솔루션 관계자는 “이외에도 LG에너지솔루션의 고성능 제품들은 아우디 최초의 전기차 E-tron, 폭스바겐의 세계 최초의 전기차 전용 플랫폼 MED 등에도 탑재되고 있다”고 설명했다. 특히 LG에너지솔루션은 차세대 기술로 니켈 함량을 높여서 에너지 밀도를 극대화시킨 4원계 배터리
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