“탄소 배출 제로” 진짜 친환경 배터리 공정 개발한다

에너지연 등 "리튬이온 배터리 건식 공정 개발에 5년간 114억원 투입"

탄소 배출이 없는 친환경 배터리 개발을 위해 산·학·연이 한데 뭉쳤다.

한국에너지기술연구원은 한국전기연구원, 한국재료연구원, 한국과학기술연구원, 윤성에프앤씨, 한화기계, 경상국립대학교, 울산과학기술원과 공동으로 용매를 제거한 리튬이온 배터리 건식 공정 개발에 나선다고 7일 밝혔다.

최근 전 세계적인 전기차 수요 급증으로 탄소중립을 실현할 전기차 배터리에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

하지만 배터리 전극 습식 제조 과정에서 용매를 건조하기 위해 1킬로와트시(KWh)당 42㎏의 이산화탄소가 발생하는 것으로 나타나 공정을 개선해야 할 필요성이 제기된다.

또 습식 제조 공정에서 발생하는 용매와 소재 간 ‘층 분리’ 현상 때문에 일정 두께 이상으로 전극 코팅이 불가능해 에너지 밀도를 높이는 데 한계가 있었다.

공동 연구팀은 ‘탄소 중립형 고에너지밀도 배터리를 위한 소재·공정 혁신 융합 솔루션 개발’을 목표로 앞으로 5년 동안 114억원을 투입, 국내 최초로 기존 리튬이온배터리 전극 습식 제조에서 용매를 제거한 건식 공정 개념을 제시하고, 소재와 장비까지 실증 수준으로 개발할 계획이다.

탄소 배출 ‘0’인 무용매 반죽 형태의 건식 컴파운드(혼합물)를 만들어 기존 에너지 밀도의 1.6배에 달하는 400와트시(Wh)/㎏ 급 리튬이온배터리를 구현할 수 있는 전극 소재(도전재, 바인더, 음극재)와 장비(믹서, 코터, 프레스)를 만든다는 계획이다.

연구 책임자인 김진수 에너지연 박사는 “건식 전극 제조 기술은 탄소 중립에 기여하고 리튬이온배터리의 에너지 밀도를 높일 수 있어 환경적·기술적 파급력이 클 것으로 기대된다”고 말했다.

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