화학뉴스

일본 맥셀(Maxell)은 최근 원통형 배터리를 시험 제조했다. 
용량은 200mAh로 세라믹 패키지 타입의 25배이며 백업용 뿐만 아니라 주전원으로 사용 가능해 설비 및 인프라 유지보수 용도로 적용이 확대될 것으로 기대된다.
맥셀은 2023년 6월 본사 교토(Kyoto) 사업장에서 황화물계 고체전해질을 이용한 세라믹 패키지 타입 전고체전지 생산을 개시했다.
설비와 인프라, 팩토리 오토메이션 관련 평가제품을 소량 공급하고 있으며 2024년 본채용을 통해 양산체제로 이행할 계획이나 주력인 산업용 실증 및 평가에 시간이 소요되고 있는 것으로 알려졌다.
생산 중인 세라믹 패키지 타입 전고체전지는 용량이 8mAh이며 섭씨 0도 이하-100도 이상 환경에서도 사용할 수 있어 광산 및 사막 등 지금까지 LiB(리튬이온전지)를 적용할 수 없었던 영역으로 용도가 확대되고 있다.
맥셀은 8mAh, 16mAh 이상의 용량을 요구하는 니즈에 대응하기 위해 원통형 전고체전지도 시험 제작했다.
원통형 배터리는 전해액을 이용하는 LiB로써는 일반적이나 전극을 감아 케이스에 집어넣는 LiB와 달리 고체전해질을 이용하는 전고체전지는 부피변화 때문에 하므로 평평한 라미네이트형을 이용하는 것이 일반적이다.
맥셀은 전고체전지 본래의 구조와 상이한 탓에 개발에 난항을 겪었으나 부피변화가 없는 소재를 이용해 전극구조와 외장체를 대폭 재검토해 원통형 시험 제작에 성공한 것으로 알려졌다.
2024년 1월 하순부터 샘플 출하를 개시할 예정이며 원통형 양산시기는 미정이다.
샘플 공급을 통해 수요기업의 니즈를 흡수해 최종적인 스펙으로 개량할 방침이며 출시에 맞추어 사이즈를 변경할 가능성이 큰 것으로 알려졌다.
시험 제작한 원통형 전고체전지는 용량이 200mAh로 기존제품의 25배에 달해 우천, 야간은 물론 설비·인프라 유지보수에 적용 가능해졌으며 잦은 충전이 어려운 시설로도 용도가 확대되고 있다.
현재 기술의 연장선상에서 500mAh까지 용량을 확대할 수 있을 것으로 예상되며 복수의 원통형 전고체전지를 병렬하면 추가적으로 용량을 확대하는 것도 가능하다.
남은 과제인 에너지밀도 문제 해결을 위해 탄소계 소재를 후보로 검토하고 있으나 상성이 좋지 않은 것으로 알려졌다.
고온 및 저온 환경에서의 사용과 급속 충·방전 등을 고려하면 탄소계를 음극재에 적용하기 위해서는 시간이 소요될 것으로 예상된다.
맥셀은 황화물 고체전해질과 상성이 좋은 산화물을 전고체전지용 음극과 양극에 이용하고 있으며 앞으로 표면처리 등을 이용해 카본계 음극재를 적용해 고용량·고에너지밀도를 양립시켜 상용화에 속도를 낼 방침이다. (윤)