화학뉴스

전기자동차(EV) 보급을 앞당기기 위한 대규모 국가 단위 차세대 2차전지 연구개발 사업이 추진된다.
과학기술정보통신부 산하 전기전문 연구기관인 한국전기연구원(KERI)이 정부가 추진하는 기후변화 대응기술 개발 사업의 일환으로 진행하며 한국생산기술연구원, 한국과학기술원, 전자부품연구원이 협동 연구기관으로 참여할 계획이다.
2023년 2월까지 연구개발비로 약 243억원을 투자하는 대형 프로젝트이며 EV의 성능 향상 및 안정성 확보, 가격경쟁력 강화에 기여할 고효율·고성능 차세대 2차전지 개발이 가능할 것으로 예상되고 있다.
현재 상용화된 LiB(리튬이온전지)는 음극재로 흑연을 사용하고 있다.
그러나 흑연은 사이클 수명이 우수하고 음극활물질이 지녀야 할 조건인 안정성과 낮은 전자 화학반응성 등을 갖추었으나 용량이 작아 충·방전 효율이 떨어지는 문제가 있다.
또 세계 흑연의 약 70%가 중국에서 생산될 정도로 수입에 의존하고 있다는 점도 과제로 지적된다.
반면, 흑연을 대체하기 위한 리튬금속은 LiB의 에너지 용량을 끌어올릴 차세대 음극 물질로 주목받고 있다. 
음극 물질 가운데 구동전압이 가장 낮고 흑연 음극보다 용량이 10배 정도 우수한 것도 특징이다.
이에 따라 이미 일본, 미국 정부는 리튬금속 음극을 기반으로 하는 차세대 2자전지 개발을 위해 거액의 연구비를 투자해 기술선점을 노리고 있다.
미국은 2016년부터 총 5000만달러(약 560억원)를 투입해 「Battery 500」 과제를 수행하고 있으며, 일본도 자동차기업, 배터리 생산기업 등이 모여 차세대 리튬 전고체전지 개발을 수행하고 있다.
국내에서도 그동안 리튬금속을 오랫동안 적용하기 위한 연구 시도가 있었지만 연구규모가 작고 안전성과 장기 신뢰성을 확보하는 데 많은 어려움을 겪어왔다.
연구 책임자인 이상민 KERI 센터장은 “리튬금속 원천기술 개발은 파급력이 큰 만큼 기술적 난이도가 매우 큰 기술”이라며 “국내 최고 전문가들과 협심해 기술적 난제를 극복하고 성공적인 과제 수행을 이끌겠다”고 밝혔다. <강윤화 기자>