흑연의 10배 용량…차세대 `리튬금속 이차전지` 개발 착수

친환경 전기자동차에 적용될 차세대 이차전지 개발을 위한 대형 연구 프로젝트가 닻을 올린다. 기존 리튬이온 전지의 성능과 효율을 획기적으로 올려 전기차 보급을 앞당기는 핵심 기술로 활용될 전망이다.

한국전기연구원은 이상민 전지연구센터 연구팀이 오는 2023년까지 총 243억원의 연구개발비를 들여 '전기차용 차세대 리튬금속 이차전지' 개발 과제를 수행한다고 9일 밝혔다.

이 과제는 전기연을 주관기관으로 한국생산기술연구원, KAIST, 전자부품연구원 등이 협동 연구기관으로 참여한다. 현재 상용화된 리튬이온전지는 음극재로 '흑연'을 사용한다. 음극재는 양극재, 분리막, 전해질 등과 함께 리튬이온 전지를 구성하는 핵심 부품으로, 충전 시 리튬이온을 저장한 후 이를 방출함으로써 전기를 발생시키는 역할을 한다.

하지만 흑연은 용량이 작아 충방전 효율이 떨어지고, 전 세계 흑연의 70%가 중국에서 생산돼 수입 의존도가 높다. 이 때문에 흑연을 대체하는 물질로 구동 전압이 가장 낮고 흑연보다 용량이 10배 가량 우수한 '리튬금속'이 차세대 음극물질로 주목받고 있다. 현재 일본과 미국 등 이차전지 선진국에서 이미 정부 주도로 리튬금속 기반의 차세대 이차전지 개발을 추진하고 있다.

연구팀은 지금까지 시도하지 않았던 새로운 기술을 적용해 고에너지밀도 킬로당 430Wh의 리튬금속 이차전지를 개발할 계획이다.

이상민 전기연 센터장은 "리튬금속 원천기술 개발은 산업 전반에 파급력이 큰 만큼 기술적 난이도도 높다"며 "리튬이차전지를 활용해 친환경 전기차의 성능 향상과 안정성 확보, 가격경쟁력 강화 등에 기여할 것으로 기대한다"고 말했다.

대전=이준기기자 bongchu@