산학연 드림팀, 탄소배출 없는 ‘친환경 배터리’ 만든다

에너지연, 용매 없이 에너지 밀도 높은 전극 개발
5년간 114억원 투입...전기연, 한화, UNIST 등 뭉쳐
탄소 배출 없는 친환경 배터리 개발에 산학연 드림팀이 전면에 나선다.

한국에너지기술연구원은 김진수 박사 연구팀이 한국전기연구원, 한국재료연구원, 한국과학기술연구원, 윤성에프앤씨, 한화기계, 경상국립대, 울산과학기술원 등이 탄소중립형 고에너지 밀도 배터리를 위한 '소재·공정 혁신 융합 솔루션 개발사업'을 추진한다고 7일 밝혔다.

이 사업은 기존 리튬이온배터리 전극의 습식 제조에서 용매를 제거한 새로운 건식 공정을 실현하기 위한 소재와 장비를 실증 수준에서 개발하는 것을 목표로 5년간 총 114억원을 투입한다.

기존 배터리 전극은 슬러리 용매를 건조·회수하는 공정에서 많은 에너지를 소비하고, 1킬로와트시(kwh)당 42㎏의 이산화탄소가 발생하기 때문에 친환경 제조를 위한 공정 혁신이 필요한 실정이다. 또 습식 제조 공정에서 발생하는 용매와 소재의 층 분리 현상으로, 일정 두께 이상 전극 코팅이 불가능해 에너지 밀도를 높이는 데 한계가 있다.

연구팀은 탄소를 배출하지 않는 무용매 반죽 형태의 건식 컴파운드(혼합물)을 만들어 기존 에너지 밀도의 1.6배에 달하는 400와트시(Wh)/㎏급 리튬이온배터리를 구현할 수 있는 전극 소재(도전재, 바인더, 음극재)와 정비(믹서,코터, 프레스)를 개발할 계획이다.

연구 책임자인 김진수 에너지연 박사는 "건식 전극 제조 기술은 배터리 소재와 공정 기술 혁신을 통해 탄소 배출과 공정 원가를 줄이고, 리튬이온배터리의 에너지 밀도를 높일 수 있어 탄소중립에 기여하고, 에너지 저장 성능을 향상시킬 것으로 기대한다"고 말했다.이준기기자 bongchu@dt.co.kr