화학뉴스

미쓰이금속광업(Mitsui Kinzhoku)이 독자 개발한 아지로다이트(Argyrodite)형 황화물 고체전해질을 주축으로 하는 전고체전지 사업을 본격화한다.
전고체전지는 액체 전해질을 채용한 LiB(리튬이온전지)에 비해 높은 에너지밀도와 넓은 작동온도 범위를 갖추고 있으며 초고속 충전 대응이 가능하고 고내구성에 누액 위험이 없는 등 높은 안전성이 주목받고 있다.
미쓰이금속은 황화물 고체전해질 관련 기본기술을 확립함에 따라 종합연구소의 양산시험용 설비에서 샘플 출하 및 상업화 프로세스 확립을 목적으로 한 조건 검증 등을 추진하고 있다.
고체전해질은 종류별로 산화물형, 황화물형으로 구분하며 산화물형은 안정적이라는 특징을 살려 이미 실용화가 이루어지고 있으나 이온전도도 향상 등에 과제가 있고 고용량화가 어려운 것으로 평가되고 있다.
반면, 황화물형은 우수한 이온전도도를 갖추어 자동차나 전선용 대형 배터리 적용이 기대되고 있음에도 유해한 황화수소가 발생하기 때문에 생산환경 및 내수성 과제가 해결되지 못하고 있다.
미쓰이금속은 2000년대 초반부터 고체전해질 연구개발(R&D)을 추진했고 전고체전지 실용화 기운이 확대된 2016년부터 사업화를 위한 활동을 본격화하고 있다.
미쓰이금속은 아지로다이트형 황화물 고체전해질을 A-SOLiD 브랜드로 공급하고 있으며 맥셀(Maxell)이 2020년 9월 샘플 출하를 시작한 동전형 전고체전지에 채용된데 이어 자동차 구동용 대형 축전지용 시험 분야에서도 채용실적을 거두고 있다.
미쓰이금속은 앞으로도 A-SOLiD가 전고체전지의 특징을 발휘할 수 있는 다양한 용도에서 채용될 것으로 예상되고 있다.
영하 40도에서 영상 150도로 넓은 작동온도 범위를 살린다면 가혹한 환경에서 사용하는 분야에서 채용이 가능할 것으로 판단하고 기능을 향상시킬 수 있는 다양한 연구개발에 집중하고 있다.
미쓰이금속이 자체 개발한 전고체전지는 1Ah에 달하는 고용량화를 실현했다.
미쓰이금속은 전고체전지의 추가적인 성능 향상에 도움이 되는 이온전도도 개선 연구를 계속하고 샘플 수주에 대응하면서 양산 프로세스 확립에도 나설 계획이다.
아울러 마케팅 활동도 병행하면서 본격적인 조기 사업화에 도전할 방침이다.
전고체전지용 양극재, 음극재는 현재 주류를 이루고 있는 1세대에서 액계가 대부분이며 신뢰성을 확보한 소재만을 채용하고 있다.
2세대는 액계 소재를 개량함으로써 고전압에 대응하고 있으며 3세대는 현재 연구가 진행되고 있는 신소재 투입이 시작될 것으로 예상되고 있다.
미쓰이금속은 2세대나 3세대용 양극재, 음극재 개발도 함께 추진하고 있다.
앞으로 고체전해질이 실용화되면 고체전해질을 베이스로 한 고전위 양극재나 금속리튬음극 등 차세대 배터리 소재 개발의 방향성이 명확해질 것으로 기대되고 있다.
미쓰이금속은 전고체전지를 안전하게 사용하면서 성능을 최대한 발휘할 수 있도록 소재를 개발함으로써 전고체전지 시장에서의 우위성을 확보하는 것을 목표로 하고 있다. (K)