세라믹기술원, LFP 배터리 제조기술 개발 추진
기존 습식공정을 건식공정으로 대체해 에너지밀도 개선 개발땐 전기차 배터리 주행거리 UP, 가격은 DOWN 가능
2023-05-01 박철홍
경남 진주혁신도시 내 이전공공기관인 한국세라믹기술원이 산업통상자원부의 ‘LFP(리튬인산철 ) 전지 개발사업’에 참여한다.
1일 세라믹기술원 등에 따르면 LFP 배터리(리튬인산철 기반 이차전지)는 현재 중국이 독점하고 있다.
LFP 배터리는 국내외에서 널리 쓰이는 삼원계 양극 기반 배터리(NCM 니켈-코발트-망간, NCA 니켈-코발트-알루미늄 등)와 비교해 낮은 가격과 높은 안정성에도 에너지밀도가 낮고 주행거리가 짧은 점이 한계로 지적됐다.
그러나 최근 핵심 광물 가격이 급등하는 상황에서 니켈, 코발트 등을 사용하지 않는 데다 배터리 자체의 성능이 개선되면서 LFP 배터리는 전 세계 시장에서 급성장하고 있다. 2020년 16%에 불과하던 점유율이 지난해 35%까지 증가했다.
이에 따라 중국 기업들의 전유물로 인식됐던 LFP 배터리 사업에 우리 기업들과 정부도 발 빠르게 움직이고 있다. 또 LFP 배터리는 관련 핵심 특허가 만료되기 시작하면서 글로벌 이차전지 시장에서의 수요가 급증하고 있다.
특히, 미국의 IRA(인플레이션감축법) 발효에 따라 중국 기업들이 독점하고 있던 LFP 배터리 시장의 진출 기회가 열리면서 이를 위한 기술 개발이 시급한 상황이다.
한국세라믹기술원 연구팀은 ‘LFP 전지 개발 사업’에서 전극 및 셀 제조 기술을 담당하는 3세부 과제에 참여하며, 세부 주관인 씨아이에스와 기존의 습식공정의 공정 한계를 극복할 수 있는 차세대 건식 전극 공정 기술을 개발할 계획이다.
기존 습식공정은 전지용 전극 코팅 과정 중 유독성 유기계 용매가 사용되는데, 이를 건조하는 과정에서 전체 전극 제조 공정 중 절반에 가까운 에너지가 소모되는 단점이 있다. 반면, 건식공정은 습식공정 대비 두꺼운 전극(후막)을 구현할 수 있어 에너지밀도를 크게 개선할 수 있으며, 용매를 사용하지 않아 보다 더 친환경적이다.
기술이 개발되면 출퇴근용으로 이용되는 전기자동차 배터리의 가격과 안정성을 획기적으로 개선할 수 있어, 전기자동차 보급을 한층 앞당겨질 전망이다.
한국세라믹기술원 에너지저장소재센터 최정현 박사는 “한국세라믹기술원이 보유하고 있는 친환경 건식 공정 기술은 전기차용 배터리의 주행거리와 가격을 개선할 수 있는 차세대 공정 기술이다.”며 “LFP 배터리뿐만 아니라 국내 기업의 핵심 기술인 삼원계 전지의 성능 향상을 위한 노력을 지속적으로 기울일 계획이다”고 밝혔다.
기관도 기업의 신기술 개발을 지원한다.
박철홍기자 bigpen@gnnews.co.kr
1일 세라믹기술원 등에 따르면 LFP 배터리(리튬인산철 기반 이차전지)는 현재 중국이 독점하고 있다.
LFP 배터리는 국내외에서 널리 쓰이는 삼원계 양극 기반 배터리(NCM 니켈-코발트-망간, NCA 니켈-코발트-알루미늄 등)와 비교해 낮은 가격과 높은 안정성에도 에너지밀도가 낮고 주행거리가 짧은 점이 한계로 지적됐다.
그러나 최근 핵심 광물 가격이 급등하는 상황에서 니켈, 코발트 등을 사용하지 않는 데다 배터리 자체의 성능이 개선되면서 LFP 배터리는 전 세계 시장에서 급성장하고 있다. 2020년 16%에 불과하던 점유율이 지난해 35%까지 증가했다.
이에 따라 중국 기업들의 전유물로 인식됐던 LFP 배터리 사업에 우리 기업들과 정부도 발 빠르게 움직이고 있다. 또 LFP 배터리는 관련 핵심 특허가 만료되기 시작하면서 글로벌 이차전지 시장에서의 수요가 급증하고 있다.
특히, 미국의 IRA(인플레이션감축법) 발효에 따라 중국 기업들이 독점하고 있던 LFP 배터리 시장의 진출 기회가 열리면서 이를 위한 기술 개발이 시급한 상황이다.
한국세라믹기술원 연구팀은 ‘LFP 전지 개발 사업’에서 전극 및 셀 제조 기술을 담당하는 3세부 과제에 참여하며, 세부 주관인 씨아이에스와 기존의 습식공정의 공정 한계를 극복할 수 있는 차세대 건식 전극 공정 기술을 개발할 계획이다.
기존 습식공정은 전지용 전극 코팅 과정 중 유독성 유기계 용매가 사용되는데, 이를 건조하는 과정에서 전체 전극 제조 공정 중 절반에 가까운 에너지가 소모되는 단점이 있다. 반면, 건식공정은 습식공정 대비 두꺼운 전극(후막)을 구현할 수 있어 에너지밀도를 크게 개선할 수 있으며, 용매를 사용하지 않아 보다 더 친환경적이다.
기술이 개발되면 출퇴근용으로 이용되는 전기자동차 배터리의 가격과 안정성을 획기적으로 개선할 수 있어, 전기자동차 보급을 한층 앞당겨질 전망이다.
한국세라믹기술원 에너지저장소재센터 최정현 박사는 “한국세라믹기술원이 보유하고 있는 친환경 건식 공정 기술은 전기차용 배터리의 주행거리와 가격을 개선할 수 있는 차세대 공정 기술이다.”며 “LFP 배터리뿐만 아니라 국내 기업의 핵심 기술인 삼원계 전지의 성능 향상을 위한 노력을 지속적으로 기울일 계획이다”고 밝혔다.
기관도 기업의 신기술 개발을 지원한다.
박철홍기자 bigpen@gnnews.co.kr