SK온(대표 유정준·이석희)이 차세대 전고체전지 기술력 강화에 속도를 내고 있다.
SK온은 국내 유수 대학·기관과 함께 진행한 전고체전지 연구개발 과제의 결과물이 담긴 논문을 최근 글로벌 학술지에 연이어 게재하고 있다. 일부 연구 결과는 국내외 특허 출원도 완료했다.
SK온이 한국세라믹기술원(KICET) 김진호 박사 연구팀과 함께 진행한 초고속 광소결 기술을 적용한 고분자-산화물 복합계 전고체전지 제조 공정 고도화연구는 에너지·화학 분야의 저명한 학술지인 ACS 에너지 레터스(ACS Energy Letters)에 표지 논문으로 실렸다.
광소결은 강한 빛 에너지를 순간적으로 가해 분말 입자의 결합을 촉진시켜 강도, 내구성 등이 향상된 고체 덩어리를 만드는 공정이다. 인쇄
회로기판(PCB) 공정에 주로 활용되는 광소결 기술을 배터리 제조에 접목시킨 획기적인 연구로 평가되고 있다.
전고체전지는 현재 LiB(리튬이온전지)에 적용되는 액체 전해질을 고체 전해질로 대체한 배터리이며 고체 전해질은 크게 황화물계, 산화물계, 고분자계로 구분된다.
산화물계 전해질 소재는 리튬이온 이동 경로와 기계적 강도 증가를 위해 일반적으로 섭씨 1000도 이상의 고온 및 10시간 이상의 열처리 공정이 요구돼 제조 원가 부담과 소재의 취성 파괴와 같은 취약점이 대두됐다.
연구진은 조사된 빛 에너지의 손실을 최소화하는 유색 무기 안료를 발견해 산화물 전해질 소재에 적용하고 선택적으로 수 초 안에 열처리가 가능한 초고속 광소결 기술을 활용해 최적의 균일성을 갖는 다공성 구조체를 만드는데 성공했다.
초고속 광소결 기술로 제조된 산화물 내부에 고분자 전해질을 포함하는 고분자-산화물 복합전해질도 성공적으로 구현했다.
SK온은 하이망간(LMRO) 활물질의 열화 메커니즘을 상세히 규명한 연구도 공개했다.
SK온이 서울대학교 이규태 교수 연구팀과 진행한 LMRO 양극재의 황화물계 전고체전지 적용 가능성을 분석한 연구는 2024년 12월 에너지 소재 분야의 권위 있는 글로벌 학술지 어드밴스드 에너지 머티리얼스(Advanced Energy Materials)의 표지 논문으로 발간됐다.
또 SK온은 각각 2027년, 2029년 상용화 시제품생산을 목표로 고분자-산화물 복합계와 황화물계 전고체전지 개발하고 있다. 대전 배터리연구원에 건설하고 있는 차세대 배터리 파일럿 플랜트는 2025년 하반기 완공 예정이다. (윤)