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한국자동차연구원이 차세대 배터리 기술 개발과 기업 기술이전을 통해 국내 배터리 산업 생태계 강화에 앞장선다.
27일 한자연은 차세대 보급형 배터리 시장에서 주목받고 있는 리튬망간인산철(LMFP)과 나트륨 전지의 전극 기술 2건을 국내 배터리 전극 전문기업 JR에너지솔루션에 이전했다고 밝혔다. 기술 이전을 계기로 양 기관은 해당 기술의 상용화를 추진하고 차세대 배터리 시장 선점과 산업 활성화를 위한 협력을 본격화한다.
LMFP 배터리는 기존 리튬인산철(LFP) 배터리에 망간을 더해 에너지 밀도를 높인 차세대 배터리로 주목받고 있다. 다만 충·방전 과정에서 망간이 용출돼 전해액을 고갈시키고 수명을 단축시키는 문제를 안고 있었다.
망간 양이온을 효과적으로 흡착할 수 있는 특수 수계 바인더(리튬이온배터리 제조 시 물을 용매로 사용하는 친환경 접착 소재)를 적용한 기술을 한자연이 개발했다. 이를 통해 고온 환경에서 망간 용출을 억제해 배터리의 수명과 저장 성능을 기존 배터리와 대비해 15% 이상 개선했다.
나트륨 전지는 가격 경쟁력을 바탕으로 리튬의 대안으로 부상하고 있다. 그러나 제조 과정에서 전체 셀 용량이 감소하는 문제가 상용화의 걸림돌로 지적되어 왔다. 한자연은 양극층 상부에 별도의 희생양극 코팅층을 형성하는 기술을 통해 비가역 용량(충전 후 방전 과정에서 다시 사용할 수 없게 손실되는 전지 용량)으로 인해 제한됐던 나트륨 전지의 에너지 밀도를 20% 이상 향상시켜 상용화 가능성을 높였다.
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특히 이번 2건의 기술은 기존 전극 제조 공정에 그대로 적용할 수 있어 공정 편의성이 높다는 점이 특징이다. 추가적인 설비 투자나 비용 증가 없이도 배터리 특성 개선이 가능해 산업 현장에서의 적용성을 높였다. 또한 한국연구재단의 나노 및 소재기술개발사업 지원을 받아 수행한 다차원 물리·화학 구배 기술 기반 고에너지밀도 올리빈계 양극 소재-전극 개발 과제를 통해 도출됐다.
진종욱 한자연 원장은 “이번 기술 이전이 국내 중소·중견 배터리 기업의 사업화 역량 강화에 실질적인 도움이 되기를 기대한다”며 “한자연이 개발한 기술이 산업 현장에서 성공적으로 상용화되고, 나아가 국내 산업 생태계 강화와 글로벌 차세대 배터리 기술 경쟁력 확보로 이어질 수 있도록 지속적인 지원을 아끼지 않겠다”고 말했다.
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