화학뉴스

아지로다이트(Argyrodite)가 전고체전지용 고체 전해질 소재로 주목받고 있다.
맥셀(Maxell)은 최근 아지로다이트형 황화물 고체 전해질을 이용하는 전고체전지 상용화를 위해 수명 테스트를 오사카(Osaka) 공립대학과 공동으로 수명 테스트를 실시하는 등 열화 거동 메커니즘 해석에 속도를 내고 있다.
1000시간 테스트 결과 배터리 용량은 감소했으나 정상적으로 작동함을 확인한 것으로 알려졌다.
아지로다이트형 결정구조를 갖는 황화물 고체 전해질은 높은 안전성과 고에너지 밀도를 동시에 달성할 수 있어 전기자동차(EV)용 등으로 상용화가 기대되고 있으나 높은 이온 전도도에도 불구하고 전해질과 전극이 접하는 계면의 저항 문제 등으로 본격적인 양산화는 달성하지 못하고 있다.
맥셀은 전고체전지 사업 본격화를 추진함에 있어 양·음극에 다양한 소재를 사용해 연구개발(R&D)을 진행하고 여러 종류의 전극이 고온에서 안정적으로 작동하는지 확인하고 있으며 또 최근에는 배터리의 수명 추정이 상용화에 있어 중요한 요소로 판단하고 열화 거동 해명에 주력하고 있다.
맥셀은 고체 전해질층은 아지로다이트형 고체 전해질 압축성형체를, 양극은 코발트산리튬과 고체 전해질, 아세틸렌블랙(Acetylene Black)을 73대26대1wt% 비율로 조성한 압축성형체를, 음극은 티탄산리튬(Lithium Titanate)과 고체 전해질을 65대35wt%로 조성한 압축성형체를 적층해 전고체전지 셀을 시험제작했다.
섭씨 105도 환경에서의 시험 결과 충·방전용량은 9.99mAh에서 6.51mAh로 감소했으나 정상적으로 동작했고 충·방전효율은 줄곧 98% 이상을 유지했으며 비가역용량 적산값은 시간에 비례해서 증가해 1.30mAh가 되는 것이 확인됐다.
맥셀은 기판 표면실장에 대응하는 세라믹 패키지형 전고체전지 및 고전압·고출력 특화 바이폴라 전고체전지 개발 및 샘플 공급을 진행하고 있으며 앞으로 양산화를 위해서 배터리 수명을 지배하는 열화 구조 해명 및 수명 추정이 필수적이라는 판단 아래 열화모델 검토를 계속해 전고체전지 본격 양산을 달성할 방침이다. (윤)