작성일 : 18-03-08 15:30
장보윤 에너지연 박사팀, 에너지 용량 4배 한번 충전해 500km 이상 주행
 글쓴이 : happy
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산화규소 나노입자 합성.<사진=한국에너지기술연구원 >
산화규소 나노입자 합성.<사진=한국에너지기술연구원>

각종 전자기기 에너지저장원으로 리튬이온전지 산업이 주목되는 가운데 전지 제조 가격은 낮추고 효율은 높이는 기술이 개발됐다.

한국에너지기술연구원(원장 곽병성·이하 에너지연) 장보윤 박사 연구팀나노기술을 기반으로 리튬이온전지 음극 소재인 산화규소(SiOx) 나노분말 제조기술과 노하우를 개발하고 지난해 말 국내 중소기업(기술료 10억400만원)에 기술이전 했다고 7일 밝혔다.

연구팀이 개발한 산화규소 나노분말에는 리튬과 반응성이 높은 실리콘(Si)이 포함돼 있다. 때문에 이를 리튬이온전지에 적용하면 현재 사용되는 흑연 음극재에 비해 에너지 용량을 4배가량 높일 수 있다.

기존 규소는 상압 조건에서 산화 반응을 제어하기 어렵기 때문에 진공상태에서 합성하는 것이 일반적이고 제조 가격도 비싼 편이다.

연구팀이 개발한 제조 기술은 합성 반응 영역을 진공 상태와 흡사하게 만들어 상압 조건에서도 합성할 수 있게 설계됐다. 제조시 킬로그램 당 2~3달러 정도의 저가 규소 원료만을 사용하고 금속분야에 일반적으로 사용되는 유도용융장치를 사용해 유일하게 상용화된 일본 제품 대비 30~50%의 생산단가 절감 효과를 나타냈다.

특히 반응시 사용한 가스를 순화시켜 재활용하고 일정하게 공급할 수 있도록 설계해 100시간 이상의 연속공정도 가능하다.

세계 리튬이차전지 시장은 2010년 약 115억 달러 규모에서 연평균 17.24%씩 성장, 2013년 185억4000만 달러에서 2018년에는 433억 달러에 이를 것으로 전망된다.

기술이전을 받은 기업은 제품생산과 판매를 위한 연구개발을 진행하고 2019년 1월부터 제품을 양산화 해 테슬라를 비롯해 각국의 배터리 제조업체와 리튬이온전지 생산업체에 공급할 계획이다.

연구팀은 앞으로 전기 자동차와 전력저장시스템에 최적화 된 음극소재 시작품 제작과 지속적인 현장 검증을 통해 산화규소 나노분말의 제품화 기술 개발을 수행할 계획이다.

연구책임자인 장보윤 박사"리튬 이온전지 중에서도 가장 많이 회자되는 전기자동차 배터리는 자동차 가격의 절반 이상을 차지한다"면서 "하지만 긴 충전시간과 기존 내연기관 자동차보다 떨어지는 주행거리 성능이 단점으로 지적받고 있다. 한번 충전으로 500km 이상의 주행거리를 확보해 기존 내연기관 자동차를 대체하는데 역할을 할 것으로 기대된다"고 말했다.