화학뉴스

차세대 초고용량 배터리가 2025년경 실용화될 것으로 예상된다.
일본 배터리 벤처기업 ORLIB는 유기 치오아민 베이스 양극과 자체 개발한 실리콘(Silicone) 음극, 금속리튬 음극 등을 조합한 차세대 배터리 실용화에 속도를 내고 있다.
특히, 유기 치오아민 양극과 금속리튬 음극을 조합한 배터리는 에너지밀도가 kg당 500Wh 이상으로 기존 LiB(리튬이온전지)보다 2.5배 우수해 HAPS(성층권 통신 플랫폼) 용도로 2025년경 실용화할 계획이다.
ORLIB는 다전자 반응 전극활물질을 주목하면서 독자적인 양극재‧음극재 개발을 본격화하고 있다.
드론(무인항공기)용으로 개발하고 있는 실리콘 음극 배터리는 샘플 출하에 착수하는 등 실용화를 목전에 두고 있고 유기치오아민 소재를 사용하는 양극재도 개발하고 있다.
유기치오아민은 ORLIB가 500종 이상의 화합물 분석 결과를 바탕으로 개발한 소재로 올리고머화하면 용량밀도와 충‧방전 사이클 수명을 향상할 수 있는 것으로 알려졌다.
이론용량 밀도는 단위 분자구조당 700Ah/kg에 달하고 티오아민은 섭씨 150도에서 분해되기 때문에 열폭주 반응이 일어나지 않는 것이 장점이다.
ORLIB는 기존 LiB용 흑연 음극을 실리콘 음극으로 전환한 LiB를 제안하고 있으며 독자 개발한 실리콘 음극과 유기티오아민 양극, 리튬금속 음극을 조합해 차세대 고용량 배터리로 실용화하는 방안을 검토하고 있다.
최초로 실용화가 기대되는 배터리는 기존 3원계 양극재와 실리콘 음극을 조합한 것으로 에너지밀도가 300-350Wh에 달하고 드론 적용 시 비행시간을 1.7배 연장할 수 있어 드론용으로 투입할 계획이다.
실리콘 음극과 유기치오아민 양극으로 개발해 에너지밀도가 350-400Wh에 달할 것으로 예상되는 차세대 배터리도 실용화 가능성이 높은 것으로 평가되며 현재 실용화를 위해 요소기술 개발을 진행하고 있다.
유기치오아민 양극과 리튬금속 음극을 조합한 배터리는 에너지밀도가 500Wh 이상으로 극대화될 것으로 예상돼 실용화 가능성을 타진하고 있다.
ORLIB는 주요 통신사와 함께 HAPS용으로 유기치오아민 양극 사용 배터리 개발을 가속화할 예정이다.
HAPS는 낮시간에 태양광으로 충전하고 밤에는 방전하는 시스템으로 장시간 유지되는 충‧방전 성능과 500Wh 정도의 고에너지밀도를 갖춘 배터리가 요구되고 있다.
ORLIB는 사이클 특성 개선을 진행하면서 2025년 이후 차세대 배터리 실용화 성과를 올릴 계획이다.
이밖에 고에너지 배터리의 용도 개척을 본격화하기 위해 공동 연구 파트너나 위탁생산기업 모색을 진행하고 있으며 소재과학을 응용함으로써 2차전지 시장에서 존재감을 확대해나갈 계획이다. (K)