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'리튬'통합검색 결과 입니다. (116건)

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리튬이온 배터리 수명 30% 개선은 했는데…

급속 가열로 하이니켈 양극재 수명 늘렸다 - 새로운 소결 공정으로 비정상 입자 성장 억제된 고효율 양극재 제조 리튬이온 배터리의 수명을 30퍼센트 가량 개선할 수 있는 기술이 개발됐다. 다만, 이를 적용하기 위해서는 대량화 기술 개발이 선행되어야 하는 한계가 있다. 한국연구재단은 울산과학기술원(UNIST) 이현욱 교수 연구팀이 한미 공동으로 급속 줄 가열(rapid Joule heating) 기술을 기반으로 한 새로운 소결 공정을 제안, 리튬이온 배터리 수명과 율속(가장 느린반응) 특성을 향상시키는 데 성공했다고 11일 밝혔다. 연구에는 IBS 로드니 루오프(Rodney Ruoff) 교수와 성원경 박사, 강원대학교 진성환 교수, 미국 UCLA 위장 리(Yuzhang Li) 교수 연구팀이 참여했다. 이현욱 교수는 "급속 줄 가열 방식은 대량화가 어렵다. 대량화 기술이 발견되면 상용화에 적용 가능할 것"이라며 "리튬 분야는 대기업이 모두 장악하고 있는 분야고, 이 이외 분야에서 기술이전을 검토중인 품목이 있다"고 설명했다. 급속 줄 가열 기술은 전기를 흘려 재료 자체를 순식간에 고온으로 가열, 배터리 소재를 신속히 조밀하게 만들면서도 입자 성장을 억제할 수 있는 기술이다. 이 교수는 "하이니켈 양극재는 대표적인 상용 배터리 소재로 고용량과 고에너지 밀도를 구현할 수 있어 전기차, 고속 충전 전지 등 다양한 분야에서 널리 사용되고 있다"며 "다만, 열 안정성이 낮아, 고온 소결 과정에서 구조적·형상적 열화가 발생하기 쉽다는 문제가 있다"고 부연설명했다. 연구팀은 수초 새 고온에 도달할 수 있는 급속 줄 가열 시스템을 도입했다. 소결 공정 중 지배적인 확산 메커니즘을 전환하는 방식을 활용했다. 연구팀은 입자들이 치밀하게 응집(densification)되도록 유도, 비정상적인 입자 성장과 기공 잔존 현상을 억제했다. 그 결과, 전지 수명과 기계적 안정성 모두를 30퍼센터 가량 향상시키는데 성공했다. 이현욱 교수는 “단순한 열처리 조건의 변경을 넘어, 양극 소재의 소결 거동 전반에 대한 원리적 접근과 실증적 검증을 함께 수행했다는 데에 차별성이 있다”고 말했다. 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 원천기술 국제협력개발사업(이차전지 국제공동연구)의 지원으로 수행됐다. 연구결과는 국제학술지 어드밴스드 머티리얼즈(Advanced Materials)에 온라인(8월 4일)으로 게재됐다.

2025.08.11 12:00박희범

속도 조절 들어간 CATL, 리튬 광산 생산 중단

세계 최대 배터리 업체 CATL이 리튬 광산 생산을 중단한 것으로 나타났다. 리튬은 전기차 배터리 핵심 소재 중 하나다. 10일(현지시간) 블룸버그통신에 따르면 CATL은 장시성에 운영 중인 광산에서 생산을 최소 3개월 간 중단했다. CATL은 지난 9일 채굴 관련 허가가 만료됐으나 연장을 하지 않은 것으로 확인됐다. 최근 리튬 산업은 현물·선물·주식 시장에서 극심한 변동성에 시달리고 있다. 장시성 광산은 채굴 허가 갱신 여부가 불확실해 시장의 주목을 받았다. 지난주 일부 트레이더들은 세계 리튬 채굴 생산량 약 3%를 차지하는 해당 광산의 생산 현황을 파악하기 위해 드론을 띄우기도 했다. 또 다른 소식통에 따르면 광산과 연계된 이춘 지역 제련소에도 운영 중단이 통보됐다. 이춘은 '아시아의 리튬 수도'로 불릴 만큼 리튬 자원이 풍부한 지역이다. CATL은 지난해 9월에도 공급 과잉으로 리튬 가격이 하락하자 광산 채굴을 중단했다가, 올해 초 재개한 바 있다. CATL의 허가 문제와 생산 중단은 중국 정부가 산업 전반 과잉 생산 능력을 단속하고 광산 운영에 대한 감독을 강화하는 가운데 나와 주목을 받는다. 2년 넘게 공급 과잉에 시달려온 업계에서는 공급망 핵심 고리인 생산 중단이 오히려 호재라는 분석도 있다. CATL은 지난해 배터리 광물 자원 부문 매출이 전년 대비 29% 급감했다. 이는 리튬 가격 급락 등으로 인해 CATL이 원가 절감과 공급망 안정화를 목적으로 진행했던 광산 투자(해외 투자 포함)가 어려움을 겪고 있음을 시사한다. 배터리 업계는 원가 절감을 위해 광산 지분 확보 등 광물 투자에 나서고 있다. 가장 활발했던 탄산 리튬 선물 계약은 지난 7월 광저우 선물거래소에서 톤당 8만 위안(약 1천546만원)을 돌파했으며, 거래소는 이후 투기 거래를 억제하기 위한 조치를 취했다. 리튬 탄산 가격은 지난주 약 9% 급등해 금요일에는 7만5천 위안(약 1천449만원)에 거래됐다. 중국 업체 리튬 생산 속도 조절은 단기적 관점에서 리튬가격 상승을 촉발할 가능성이 있다. 리튬 가격은 수요와 공급의 균형에 의해 결정되는데, 공급이 줄면 가격이 올라가기 때문이다. 니켈과 리튬 같은 광물을 배터리 소재로 사용하는 업계는 이러한 원자재 가격 변동에 따라 실적이 영향을 받는다. 김철중 미래에셋 연구원은 "주요 광물 가격 상승은 다음 분기 양극재 등 주요 소재 가격, 그 다음 분기 배터리 셀 가격 상승으로 이어질 수 있다"며 "(수요가 좋은 영역에서) 싸게 제품을 구매하고자 하는 전방 고객사들의 주문량 회복이 동시에 진행될 가능성이 있다"고 분석했다.

2025.08.11 10:13류은주

비츠로셀, 방위사업청과 166억원 규모 리튬전지 공급 계약

리튬일차전지 및 이차전지 소재 전문기업 비츠로셀이 군용 리튬전지 시장에서 입지를 강화한다. 비츠로셀은 방위사업청과 총 166억원 규모 리튬전지 공급 계약 6건을 체결했다고 8일 밝혔다. 이번 계약을 통해 비츠로셀은 BA-701K 등 총 13종 리튬전지를 내년 10월까지 순차적으로 공급할 예정이다. 비츠로셀에 따르면 이번에 공급하는 제품은 Li-SOCl₂ 스파이럴(와운드) 타입 전지로, 야전 훈련이나 산악 지역 등 극한 환경에서도 안정적인 작동이 가능한 우수한 온도 특성을 갖추고 있다. 또한 휴대성이 뛰어나고 고출력이 필요한 통신 시스템에 최적화돼 있어 한 번 사용으로 2~4일 연속 사용이 가능하다. 비츠로셀은 해당 제품을 1997년부터 꾸준히 방위사업청에 납품해온 바 있다. 특히 이번 계약에는 기존 통신장비용 전지 외에도 차세대 디지털 무전기(TMMR·다대역다기능무전기)용 전지도 포함돼 있어 비츠로셀이 군 전지 분야에서 기술력과 안정적인 공급 능력을 다시 한번 입증했다는 평가다. 비츠로셀은 "차세대 무전기 도입과 함께 군용 Li-SOCl₂ 전지 수요가 빠르게 증가하고 있다"며 "내년부터 본격적인 수혜가 기대된다"고 밝혔다. 이어 "유도무기용 열전지, 포신관용 중형 앰플전지, 천무 무기체계용 초소형 앰플전지 등 다양한 군용 전지 수요가 확대되면서 회사의 지속적인 성장세를 견인하고 있다"고 덧붙였다.

2025.08.08 11:08류은주

"'외국산 80%' 드론 배터리 성능, 리튬메탈로 혁신"

최근 방산 분야에서 무인 드론이 정찰 외 공격 핵심 무기로도 부상 중이지만 기기 성능을 크게 좌우하는 배터리는 80% 가량 외국산이 탑재되고 있다. 이에 기업이 보다 성능이 우수하고 방산 드론에 적합한 대안으로 리튬메탈 배터리를 제시해 주목된다. 리튬메탈 배터리 전문 기업 유뱃의 유종태 상무는 7일 FKI타워에서 개최된 '미래형 배터리 소재 및 기술 전망 세미나' 발표자로 나서 이같이 말했다. 드론 배터리의 에너지 밀도는 운용 시간과 도달 고도를 좌우해 정찰 능력과 직결된다. 에너지 출력 성능은 강풍이 부는 환경에서도 안정적으로 수직 이착륙이 가능한지와 연관된다. 방산 드론 기술 경쟁에서 배터리가 핵심 부품으로 주목받는 이유다. 그러나 지난 2023년 국정감사 당시 자료에 따르면 국내 드론의 배터리 국산화율은 약 20%로, 타 부품 대비 크게 낮은 수준임을 고려하면 고성능 드론 배터리 기술을 국산화할 필요성이 제기된다. 유종태 상무는 “방산 분야는 전동화에 오랜 시간이 소요되는 편으로 아직도 일부 잠수함, 무인 항공기에선 납축전지나 니켈카드뮴전지가 탑재될 정도”라며 “차세대 기술 채택에 보다 적극적일 필요가 있다는 것”이라고 지적했다. 리튬메탈전지는 에너지 밀도가 우수하고 출력 성능도 준수하지만, 리튬이온전지 대비 음극재 가격이 수천배에 달하는 등 제조 비용이 보급 장벽이다. 그러나 다른 요소보다 성능이 우선시될 수 있는 방산 분야 특성상, 리튬메탈 배터리가 방산 드론 시장에서 각광을 받고 있다는 설명이다. 국내외 방산 기업들이 요구하는 배터리 밀도는 kg당 400~600Wh 수준이다. kg당 500Wh 이상 수준으로 에너지 밀도를 높이기 위해 유뱃은 균일후막전극(TEP) 기술을 개발해 활용 중이다. 유 상무는 “에너지 밀도를 높이는 데 있어 가장 중요한 건 전극”이라며 “양극과 분리막 음극 등이 수십 단계로 적층돼 있는 기존 구조를 바꿔 각각의 전극이 성능이 떨어지지 않도록 균일하게 후막화하면 집전체나 분리막 등을 걷어낼 수 있고 이를 통해 무게를 줄일 수 있다”고 설명했다. TEP 기술을 도입한 리튬메탈전지를 드론에 탑재해 실증 테스트를 진행한 결과, 리튬이온배터리와의 에너지 밀도 차이에 비례해 운용 시간이 1.5배 가량 긴 것을 확인했다고도 밝혔다. 업계에선 비행체용 차세대 배터리로 리튬황 배터리도 거론되고 있다. 유 상무는 리튬황 배터리 대비 리튬메탈 배터리가 성능 우위를 점할 수 있다고 소개했다. 유 상무는 “타 기업에서 언급된 리튬황 배터리 성능이 kg당 400Wh 수준인데, 리튬황 배터리는 질량 당 에너지 밀도는 리튬메탈 배터리와 유사하지만 부피 당 에너지 밀도가 낮다”며 “저희 고성능 리튬메탈 배터리의 경우 리튬황 배터리보다 에너지 밀도도 높은 편”이라고 말했다.

2025.08.07 17:28김윤희

개정 IRA 호재라는데...배터리-소재사 '동상이몽'

미국 인플레이션감축법(IRA) 개정안을 두고 갑을 관계인 배터리셀 기업과 배터리 소재 기업의 해석에 상반된 입장 차이가 엿보인다. 업황 침체로 원가 절감에 사활을 거는 배터리셀 기업들은 가격이 저렴한 중국산 소재 수급이 이전보다 용이해졌다고 본다. 반면 배터리 소재 기업들은 고객사들이 중국산 소재 조달 비중을 보다 철저히 관리하도록 제도가 바뀌어 수주가 확대될 것으로 기대하고 있다. 29일 배터리 업계에 따르면 우리나라 기업들은 IRA 개정으로 금지외국단체(PFE) 관련 첨단제조생산세액공제(AMPC) 규정이 새로 도입되면서 이같은 전망을 내놨다. PFE 대상에는 중국 자본 지분율 25% 이상인 기업들이 포함된다. 개정 IRA는 이 PFE로부터 조달한 배터리 소재 비용 비율을 제한한다. 2026년 40%, 2027년 35%, 2028년 30%, 2029년 20%, 2030~2032년 15% 미만인 경우에만 AMPC를 받을 수 있도록 규정이 마련됐다. 이는 IRA 개정 전 중국산 배터리 소재 조달 제한 규정을 대체할 전망이다. 이전 규정은 전기차 구매 세액공제 요건으로 존재했는데, 이 세액공제가 오는 10월부터 폐지되기 때문이다. 개정 전에는 북미 또는 미 FTA 체결국 생산 배터리 소재 비중이 올해 기준 60%, 내년 70%, 2027년 80%, 2028년 90%, 2029년 100% 충족한 전기차여야 구매 세액공제가 지급됐다. 업계는 IRA 개정으로 중국산 제한 규정이 이전 대비 더 명확해졌다고 입을 모은다. 현지 조달이었던 비율 측정 기준이 수치가 명확한 '재료비'로 변경되면서 대응을 구체화할 수 있어서다. 배터리셀 기업은 이에 맞춰 저렴한 중국산 소재를 최대한 채택해 공급망 효율화에 매진하려는 반면, 배터리 소재 기업들은 중국산의 가격 허들을 넘어 고객사를 확대할 기회로 삼고 있다. LG에너지솔루션은 지난 25일 2분기 실적발표 컨퍼런스콜에서 이런 관점을 내비쳤다. 회사 관계자는 “연도별로 일정 비율은 PFE로부터의 조달이 허용되고, PFE 대상이 직접 재료비로 한정되면서 일부 재료는 낮은 원가의 공급망을 활용할 수 있게 됐다”고 설명했다. 이어 “장기 공급이 가능하고 가격 경쟁력 있는 기존 업체들을 효율적으로 활용하면서 중장기적 관점에서는 공급망 업체 이원화도 착실히 준비할 것”이라고 덧붙였다. 엘앤에프는 지난 10일 SK온에 북미 에너지저장장치(ESS) 리튬인산철(LFP) 배터리에 투입될 양극재를 공급하는 업무협약(MOU)을 체결했다. AMPC 요건 충족을 위한 공급망 구축의 일환이라고 언급했다. 매출 비중이 LG에너지솔루션에 크게 쏠려 있는 엘앤에프로서는 타 고객사 수주량을 늘리게 됐다는 점에서 의의가 있다. 지난 17일 에코프로이노베이션도 SK온 미국 공장에 수산화리튬 납품 계약을 체결했다며, AMPC 요건을 충족할 수 있는 소재를 공급하게 됐다고 강조했다. 이번 계약으로 SK온을 신규 고객사로 확보하게 됐다. 에코프로이노베이션은 IRA 개정에 따라 비중국 리튬 수요가 늘고 있다며, 가족사 외 판매 비중을 늘리고자 자동차 OEM 및 배터리 기업들과 논의 중이라고도 밝혔다.

2025.07.29 13:33김윤희

SK온, 에코프로이노 수산화리튬 조달…탈중국 공급망 구축 행보

SK온이 에코프로이노베이션으로부터 전기차 배터리 핵심 원료인 수산화리튬을 확보한다. 공급망 다변화로 구매 경쟁력을 강화하고 미국 개정 인플레이션감축법(IRA)에 선제 대응할 수 있게 됐다. SK온은 에코프로이노베이션과 수산화리튬 공급 계약을 체결했다고 17일 밝혔다. SK온은 이번 계약을 통해 에코프로이노베이션으로부터 올해 연말까지 국내산 수산화리튬 최대 6천톤을 공급받는다. 전기차 약 10만대에 해당하는 물량으로, 국내 양극재 공장을 거쳐 SK온 미국 공장에 최종 공급된다. 에코프로이노베이션이 SK온에 수산화리튬을 공급하는 것은 이번이 처음이다. 양사는 향후 2~3년간 수산화리튬을 추가 공급하는 계약을 연내 맺을 예정이다. 니켈·코발트·망간(NCM) 양극재의 핵심 원료인 수산화리튬은 주로 중국 등 해외에서 공급된다. 한국무역협회에 따르면 지난해 수산화리튬 수입량 중 중국산이 82.7%에 달한다. SK온은 국내산 원료 조달로 공급망 안정성을 높이고 가격 경쟁력을 강화한다는 방침이다. 국내산 수산화리튬이 IRA 첨단제조생산세액공제(AMPC) 요건 충족에 기여해 미국산 배터리 원가 경쟁력 확보에 핵심 역할을 수행할 것으로 봤다. 지난 3일 미국에서 IRA 개정이 포함된 '하나의 크고 아름다운 법안(OBBBA)'이 의회에서 통과된 데 따른 행보다. 개정 IRA은 '금지외국기관(PFE)' 규정이 신설돼 내년부터 AMPC를 수령하려면 '실질적 지원비용비율(MACR)'을 만족해야 한다. MACR은 배터리 생산에 사용되는 양극재, 음극재와 같은 직접 재료 비용 중 비(非) PFE 직접 재료 비용이 차지하는 비중을 의미한다. MACR 비중은 2026년 60%를 시작으로 매년 5%p(2028년은 10%p) 높아져 2030년부터는 85%가 된다. 국내산 원료를 쓰면 통관비, 운송비 등에서도 비용 절감 효과가 있다. 앞서 SK온은 작년 11월 포스코필바라리튬솔루션과 국내산 수산화리튬 공급 계약을 맺은 바 있다. 에코프로이노베이션은 OBBBA 도입으로 비중국 리튬 수요가 늘면서 에코프로이노베이션은 외부 판매 비중을 확대하기 위해 현재 국내외 자동차 OEM 및 이차전지 회사와 물밑 논의를 진행하고 있다고 밝혔다. 북미와 유럽 고객 확보에도 속도를 낼 계획이다. 에코프로이노베이션은 2021년부터 수산화리튬 양산을 시작했다. 올해 말 기준 한국과 유럽 합산 생산 능력은 3만4천톤이다. 향후 국내와 미국을 중심으로 2028년까지 최대 7만9천톤으로 생산 능력을 확대할 계획이다. 김윤태 에코프로이노베이션 대표는 “이번 협약은 글로벌 배터리사 SK온에 수산화리튬을 처음으로 공급한다는 점에서 의미가 크다”며 “이를 계기로 북미 및 유럽향 고객 확보에 더욱 속도를 낼 예정”이라고 말했다. 박종진 SK온 전략구매실장은 “글로벌 정책 변화와 급변하는 시장 환경에 맞춰 안정적인 공급망을 구축해 나가고 있다”며 “경쟁력 높은 원소재 확보와 전략적 공급 파트너십 다양화를 통해 북미 사업 역량을 더욱 높이겠다”고 말했다.

2025.07.17 08:52김윤희

中, 배터리 양극재 기술 수출 제한…LFP 공급망 흔드나

중국 정부가 배터리 양극재 제조 기술과 리튬 등 광물 관련 기술을 수출 통제 대상에 추가했다. 15일 중국 상무부와 과학기술부는 '중국 수출 금지·수출 통제 기술 목록'을 수정해 배터리 양극재 제조 기술을 추가했다고 밝혔다. 추가된 기술은 구체적으로 ▲배터리용 리튬 인산철 제조 기술 ▲배터리용 인산망간철리튬 제조 기술 ▲인산염계 양극재 원료 제조 기술 등이다. 해당 기술들은 리튬이온 배터리 생산, 특히 전기차와 에너지저장장치(ESS) 등 분야에서 광범위하게 활용된다. 이번 조치는 공표 즉시 효력이 발생한다. 수출 통제 리스트에 들어간 기술은 '수출 금지'의 경우 수출 자체가 불가능하고, '수출 통제'의 경우 당국 허가를 거쳐야 이전 가능하다. 이번 조치는 수출통제법에 따른 '이중용도 품목'(군사용과 민간용 모두에 활용 가능한 품목) 통제 목록과는 별개의 조치다. 상무부 대변인은 “배터리 양극재 제조 기술은 점점 더 민감한 분야에 활용되고 있다”며 “해당 기술을 수출 제한 목록에 포함시키는 것은 발전과 안전의 균형을 도모하고, 기술의 안전하고 지속가능한 활용과 발전을 촉진하는 데 도움이 될 것”이라고 밝혔다. 이번 목록 개정에서는 기존 비철금속 야금 기술에 대한 규제도 함께 강화됐다. ▲리튬휘석(스포듀민)을 통한 탄산리튬·수산화리튬 생산 ▲금속 리튬 합금 및 소재 제조기술▲염수 리튬 추출 기술 ▲리튬 함유 정제액 제조 기술 등도 새로운 제한 대상에 추가됐으며, 갈륨 추출 기술 관련 규제 기준도 강화됐다. 중국은 LFP 분야 선두주자다. 중국산 전기차는 LFP 배터리를 주로 사용해왔으며, 중국 외 지역에서 LFP 배터리 셀을 생산하더라도 양극재와 전구체는 여전히 중국 기술과 업체에 대한 의존도가 높다. 다만 이번 규제는 리튬인산철(LFP) 및 리튬인산철망간(LMFP) 기술의 전면 수출 금지를 의미하는 것은 아니다. 상무부 대변인은 “수출 제한 기술로 분류된 만큼 허가 절차에 따라야 하며, 무단 수출은 불허”라며 “수출 허가 및 계약 등록 절차, 공공 서비스 제공을 더욱 최적화하고, 관련 기업에 준법 경영을 안내하겠다”고 밝혔다 중국의 이번 배터리 기술 수출 통제는 작년 말 미국의 반도체 통제에 맞서 반도체 핵심 광물인 갈륨·게르마늄·안티몬 등의 대미 수출을 금지한 것의 연장선이라는 평가다. 미국은 중국산 배터리·부품에 대해 미국은 25%~173% 초고율 관세를 부과하고 있다.

2025.07.16 09:15류은주

리튬황배터리 난제 해결...지르코늄서 답 찾았다

리튬황배터리는 리튬이온배터리 대비 에너지 저장 용량이 5배를 넘는다. 그러나 리튬황은 충방전 과정에서 리튬 금속을 손상시키는 단점이 있다. 국내 연구진이 이 문제를 지르코늄 이온으로 해결했다. 전자적 접착력 조절이 키 포인트다. POSTECH(포항공과대학교)은 화학공학과·배터리공학과 김원배 교수와 화학공학과 지준혁 연구생(석박사통합과정) 연구팀이 전극 촉매의 '붙는 힘'을 원자 수준에서 정밀하게 조절해 리튬황배터리 성능과 수명을 획기적으로 개선하는 데 성공했다고 9일 밝혔다. 연구 결과는 소재·화학·나노 분야 국제 학술지인 '스몰(Small)' 최근호에 게재됐다. 리튬황배터리는 차세대 배터리 유력한 후보다. 값비싼 희귀 금속 대신 구하기 쉬운 황을 쓰기 때문이다. 제조비용도 낮아진다. 에너지 저장 용량은 기존 리튬이온 보다 5배 이상 크다. 그러나 이에는 치명적인 약점이 있다. 배터리 충·방전 과정에서 황과 리튬이 반응해 '리튬 폴리설파이드'가 생기는데, 이 물질이 전해질에 녹아 음극으로 이동하면서 리튬 금속을 손상시킨다. 김원배 교수는 "이를 '셔틀 효과(Shuttle Effect)'라고 하는데, 배터리 수명을 빠르게 줄이는 주요 원인"이라고 설명했다. 연구팀은 이 문제를 지르코늄으로 해결했다. 촉매 표면에 지르코늄 이온(Zr⁴+)을 원자 단위로 고르게 분산시키는 방식을 고안한 것. 고른 분산으로 폴리설파이드가 전극에 '적당히' 달라붙게 했다. 너무 강하게 붙으면 반응 속도가 느려지고, 너무 약하면 셔틀 효과가 발생하기 때문이다. 김원배 교수는 "컴퓨터 시뮬레이션 결과, 연구팀이 'd-밴드 이론'을 활용해 촉매 표면 전자 구조를 조절하는 방법으로 소량의 지르코늄 첨가만으로도 접착력이 적절히 낮아져 배터리 충·방전 과정이 원활하게 진행된다는 사실을 확인했다"고 부연 설명했다. 실험 결과 연구팀이 만든 전극은 일반적인 충전 속도로 1천회 이상 충·방전해도 초기 용량의 93% 이상을 유지했다. 고속 충전에서도 뛰어난 내구성을 보였다. 또한, 실제와 유사한 고밀도 황(4.6~5.4 mg/cm²)과 적은 전해질 황(8μL/mg) 조건에서도 높은 에너지 용량을 오래 유지했다. 김원배 교수는 "이번 연구는 배터리의 반응을 원자 수준에서 제어할 수 있음을 보여준 첫 사례"라며 "저비용·고용량 배터리 생산에 한 걸음 더 다가서 탄소중립 시대 에너지 저장 솔루션에 중요한 기여를 할 것"이라고 말했다. 한편, 이 연구는 과학기술정보통신부 한국연구재단의 선도연구센터(ERC), 과학기술정보통신부 중견연구사업, 산업통상자원부 배터리 특성화대학원 사업 지원을 받았다.

2025.07.09 09:04박희범

포스코홀딩스, 북미 리튬 공급망 구축 속도

포스코홀딩스가 북미 리튬 공급망 구축을 위해 국내 기업 최초로 북미 현지에서 '리튬직접추출(DLE) 기술' 실증 사업에 나선다. 포스코홀딩스는 30일 호주 자원 개발 기업 앤슨리소시즈와 DLE 기술 실증을 위한 데모플랜트 구축과 운영에 관한 양해각서(MOU)를 체결했다. 포스코홀딩스는 미국 유타州 그린리버시티 내 앤슨리소시즈가 염수 리튬 광권을 보유한 부지에 데모플랜트를 건설하고, DLE 기술 상용화 가능성을 검증할 계획이다. 이번 DLE 데모플랜트 투자 추진은 리튬 자원 추가 확보 및 미래 기술 경쟁력 강화에 역량을 집중하고 있는 그룹 이차전지소재 사업 전략의 일환이다. 포스코홀딩스는 '2 코어 + 뉴 엔진'을 중심으로 사업 포트폴리오를 재편하고 이차전지소재 사업 중에서도 특히 리튬 자원 공급망 확대에 주력하고 있다. 포스코홀딩스는 미국 현지 데모플랜트의성공적 운영을 통해 2016년부터 독자 개발해온 DLE 기술 상용화를 완성하고, 이를 북미 지역 미개발 리튬 염호 투자 및 사업화에 적극 활용한다는 방침이다. 내년 착공에 들어갈 DLE 데모플랜트는 포스코그룹 북미 지역 리튬 사업 확장에 필요한 미래 핵심 기술 선점을 위한 투자라는 점에서 의미가 크다. 염호에서 리튬을 생산하는 전통적 방식은 폰드를 활용한 '자연증발법'이다. 그러나 자연증발법은 일조량이 풍부한 지역에서만 사업화가 가능하다는 한계가 있다. 반면, DLE 기술은 대규모 증발폰드 없이도 농도가 낮은 리튬 염호에서 경제성 있게 리튬을 생산할 수 있는 혁신 공법으로, 북미 지역에서 리튬 자원을 개발하고 사업화 하기 위해서는 DLE 기술 확보가 필수적이다. 이 같은 이유로 글로벌 리튬 기업들은 저농도 염수 리튬 자원 개발을 위해 DLE 기술 확보 및 활용을 본격화하고 있다. 이번 업무협약에 따라 앤슨리소시즈는 리튬 원료와 부지를 제공하고, 포스코홀딩스는 DLE 기술 사업성 검증에 본격 착수한다. 양사는 실증 결과에 따라 전략적 파트너십 구축 등 추가 협력 가능성도 함께 검토하기로 했다. 한편, 포스코홀딩스는 아르헨티나 염수 리튬(연산 2만 5천톤) 공장, 전남 율촌산업단지 내 광석 리튬(연산 4만 3천톤) 공장을 잇달아 준공하며 전기차 약 160만대를 생산할 수 있는 양인 연산 6만 8천톤 규모 수산화리튬 생산능력을 확보한 바 있다.

2025.06.30 10:26류은주

CATL, 차세대 리튬금속 배터리 기술 공개…"셀 수명 연장"

세계 최대 배터리 기업 CATL이 에너지 밀도를 높이고 수명을 늘린 리튬메탈배터리(LMB) 프로토타입(시제품) 개발에 성공했다. 29일(현지시간) 인사이드EV에 따르면 CATL은 LMB 시제품에서 에너지 밀도를 500Wh/kg로 높이고, 배터리 셀 수명은 483회로 기존 대비 두 배 이상 연장하는 데 성공했다. 에너지 밀도는 기존 삼원계 니켈코발트망간(NCM) 배터리(200~300Wh/kg)의 약 두 배 수준이다. 이번 기술의 핵심은 기존과는 다른 전해질을 사용하는 데 있다. CATL은 LMB 셀의 주된 고장 원인이 전해질 소모와 관련이 있음을 발견하고, 높은 전도도와 안정성을 갖춘 LiFSI 리튬염으로 전환했다. 오우양 추잉 CATL 연구개발 공동 대표는 "학계 연구와 상용 배터리 셀에서의 실제 적용 사이의 간극을 메울 수 있는 기회를 발견했다"며 "이번 연구 결과는 LiFSI 염분 소모량, 그리고 더 중요하게 전체 염분 농도가 배터리 수명의 근본적인 결정 요인임을 보여준다"고 말했다. 이번 연구 결과는 세계적 권위 나노기술 학술지인 '네이처 나노테크놀로지'에 게재됐다. LMB와 전고체배터리(ASB)는 차세대 배터리로 꼽힌다. CATL은 연구개발(R&D)에 막대한 자금을 투입하며 차세대 배터리 기술 개발에 박차를 가하고 있다. 지난해 CATL R&D 비용은 25억9천만달러(약 3조5천억원)에 달한다.

2025.05.30 09:56류은주

'리튬' 저점 맞나…10분의1 토막난 가격에 투자 불안감↑

리튬 가격이 재차 하락하면서 당초 안정화 구간에 진입한 것으로 판단했던 기업들이 계획된 투자를 주저하는 분위기다. 한국자원정보서비스(KOMIS)에 따르면 탄산리튬 가격은 지난 22일 기준 60.9위안을 기록, 지난 2021년 초 수준으로 회귀했다. 2022년 11월 역대 최고가를 기록한 581.5 위안에 비해 10분의1 수준 가격으로 떨어진 셈이다. 이에 23일 국내외 관련 산업계에선 계획한 투자를 철회하거나, 관련 사업을 잠정 보류하는 사례가 나타났다. 진행 중인 사업에 대해선 수익성 우려가 커지고 있다. 지난 8일 BYD와 금속 기업 칭산은 칠레에서 리튬을 생산, 연 5만톤 규모 리튬인산철(LFP) 양극재를 제조하는 공장 건설 계획을 철회한 것으로 알려졌다. 투자 규모는 2억9천만 달러(약 4천억원)로 예상됐다. 칠레 당국은 공장 건설을 결정한 2022년에 비해 리튬 가격이 폭락한 점이 이번 계획 철회에 영향을 미쳤다고 밝혔다. 세계 최대 리튬 생산업체 앨버말도 지난 1일 실적발표 컨퍼런스콜에서 지난해 중단한 미국 사우스캐롤라이나주 리튬 제련 공장 건설 재개 시점을 결정하지 못했다고 밝혔다. 현 시황을 고려하면 수지 타산이 맞지 않기 때문이다. 국내 기업 포스코그룹도 리튬 가격 하락을 고려해 공장 준공 일정을 연기했다. 포스코아르헨티나 염수 2단계 상공정과 포스코리튬솔루션의 염수 2단계 하공정 준공 일정을 올해 3분기에서 내년 1분기로 늦췄다. 지난해 10월 준공한 포스코아르헨티나 수산화리튬 공장(염수 1단계)도 램프업 기간을 올해 말까지로 충분히 잡고 고객사 인증을 추진키로 했다. 리튬 가격 하락과 함께, 고가인 수산화리튬과 상대적으로 저렴한 탄산리튬 간 가격 격차도 줄어들었다. 이에 따라 엘앤에프도 탄산리튬을 수산화리튬으로 전환하는 리튬 톨링 사업 계획을 잠정 보류하고 있다.

2025.05.23 17:09김윤희

포스코홀딩스 "이차전지 사업 적자 당분간 지속…자금도 필요"

포스코홀딩스가 내년까지 이차전지 사업의 적자 흐름이 지속될 것으로 전망했다. 관련 사업들이 초기 단계에 있어 본격적으로 수익을 창출하려면 2027년에 도달해야 할 것으로 내다봤다. 포스코홀딩스는 24일 1분기 실적발표 컨퍼런스콜에서 에너지 소재 사업 전망을 이같이 밝혔다. 양극재와 음극재 등 배터리 소재 생산 자회사인 포스코퓨처엠의 경우 단기적인 자금 지원도 필요하다는 판단 하에 다양한 방안을 검토하고 있다. 회사는 1분기 연결기준으로 매출 17조 4천370억원, 영업이익 5천680억원을 기록했다. 전년 동기 대비 각각 3.4%, 1.7% 증가한 수치다. 단 에너지 소재 사업은 매출 9천300억원, 영업손실 980억원을 기록해 전년 동기 대비 매출은 19.6% 감소하고 영업손익은 적자전환했다. 이같은 흐름에선 연 수천억원 수준의 적자가 발생할 전망이다. 포스코홀딩스 관계자는 “HY클린메탈과 포스코필바라리튬솔루션(PPLS) 1공장을 제외한 법인들은 공장 가동 초기 또는 건설 단계”라며 “램프업 및 고객사 인증 절차가 동시에 진행되고 있는데, 램프업 중인 회사들은 생산과 판매가 정상화되기까지 고정비 부담이 따를 수밖에 없다”고 설명했다. 이어 “고객사 인증 과정인 회사들은 미인증 제품을 할인해 판매할 수밖에 없기 때문에 올해도 흑자 전환은 어렵고 적자가 지속될 것”이라며 “내년 중반 이후부터는 일부 법인의 영업이익이 흑자로 돌아서고, 2027년엔 대부분 법인이 정상 가동되면서 흑자 전환하는 것으로 계획하고 있다”고 덧붙였다. 포스코홀딩스 측은 “이차전지 관련 아르헨티나 사업장 한 곳은 건설 중, 한 라인은 램프업 단계이고, 광양 사업장은 한 곳은 상업 생산, 한 곳은 램프업 중이라 4개 라인 중 1개만 상업 생산이 진행되고 있다”며 “사업 적자 폭은 대부분 고정비에 따라 결정되는 상황”이라고 말했다. 포스코퓨처엠의 유상증자 추진 여부에 대해서도 가능성을 완전히 부정하지 않았다. 포스코홀딩스 관계자는 “지난해 6천억원 규모 자금을 지원했지만 예상보다 투자비가 많이 들어갔고, 시황 악화로 판가가 하락하면서 단기적 자금 지원이 필요한 건 사실”이라고 밝혔다. 이어 “포스코퓨처엠의 추가 차입이 포스코홀딩스 신용 등급에 어떤 영향을 미칠지, 포스코퓨처엠의 재무구조나 자금 상황 등을 폭넓게 살펴 적정한 증자와 추가 차입 등 자금 조달 방안과 시기는 결정을 지금 해야 한다고 본다”며 “조만간 결정할 것”이라고 했다. 리튬 등 광물 가격이 예상과 달리 올해 들어서도 하락세가 지속되고 있는 점 또한 실적에 악영향을 줬다. 회사 관계자는 “불확실성이 크게 증가해 예측이 아주 힘들지만, 6개 시장조사기관 전망에 따르면 올해 이후로는 점진적으로 리튬 가격이 상승하고, 2029년에는 평균 2만 달러에 이를 것”이라며 “메탈가 지속 하락에 따른 원재료 관련 재고평가손실은 불가피하고, 업계 모두가 겪는 것”이라고 설명했다. 업계가 차세대 배터리로 주목하는 전고체 배터리 관련해 포스코홀딩스는 소재인 황화리튬을 개발하고 있다. 가시적 성과가 나타남에 따라 데모 플랜트 확대를 검토하고 있다. 포스코홀딩스 관계자는 “저희 리튬 공장에서 나오는 중간 생성물을 토대로 저가의 황화리튬을 개발하려 하고 있다”며 “최근 가시적 결과가 보여 더 큰 규모의 데모 플랜트 추진을 검토 중”이라고 밝혔다. 특히 고체전해질 기업 정관과의 합작법인 포스코JK솔리드솔루션에서 생산된 고체전해질이 유망성을 인정받아 국내외 OEM과 배터리사들의 테스트를 받고 있다고 했다. 회사는 저수익 사업 구조조정을 지속 추진하고 있다. 철강 부문에선 적자가 3년 가량 이어진 중국 장강 법인에 대한 검토도 진행 중이며, 연내 방향성을 결정한다는 계획이다.

2025.04.24 18:44김윤희

가볍고 성능 높인 차세대 배터리 온다…LG엔솔, 개발 박차

LG에너지솔루션이 에너지 용량과 출력, 무게, 원가 등에서 현 리튬이온 배터리 성능을 한 단계 뛰어넘는 차세대 배터리 개발에 집중하고 있다. 손권남 LG에너지솔루션 차세대전지 부문 담당은 10일 서울 양재 엘타워에서 개최된 'NGBS 세미나'에서 연구개발(R&D) 동향을 공유했다. 전고체 배터리, 리튬황 배터리, 소듐이온 배터리 등을 차세대 배터리로 언급했다. “전고체 핵심 '고체 전해질' 이온전도도 업계 최고 수준 확인” 배터리 업계는 에너지 밀도와 출력 및 안정성 등에서 리튬이온 배터리를 크게 뛰어넘는 전고체 배터리의 상용화 추진 상황에 주목하고 있다. 전고체 배터리는 우수한 성능 때문에 '꿈의 배터리'로 기대를 받았지만 기술적 난이도가 높아 수십 년간 상용화에 이르지 못했다. 그러나 최근 기업들이 수 년 내 상용화를 계획하는 등 전고체 배터리의 등장이 머지 않았다는 전망이 힘을 얻고 있다. LG에너지솔루션도 황화물계 전고체 배터리를 오는 2030년까지 상용화할 계획이다. 전고체 배터리는 액체 전해질 대신 고체 전해질을 사용한다. 손권남 담당은 이를 위해 여러 소재 혁신이 필요한 상황이라고 언급했다. 이런 혁신 기술 중 하나로, 양극과 고체 전해질 간 계면을 보호하는 코팅 물질을 새로 개발했다고 밝혔다. 손권남 담당은 “기존 레퍼런스 물질을 사용한 배터리보다 수명과 에너지 출력 등에서 더 우수한 성능을 보이는 것을 확인했다”고 첨언했다. 고체 전해질의 낮은 이온 전도도도 기술적 난제 중 하나다. 이온 전도도가 높아야 에너지 출력과 충전 성능을 높일 수 있다. LG에너지솔루션은 손 담당은 “자체 개발한 아지로다이트 계열 황화물계 고체 전해질의 이온 전도도가 세계 최고 수준인 것을 내부적으로 확인했다”고 밝혔다. 반면 아직 극복해야 할 기술 난제도 상당하다. 손 담당은 “현 리튬이온 배터리 대비 10배 높은 수준의 가압 공정이 필요하고, 황화물계 고체 전해질이 수분에 매우 취약하기 때문에 가공비를 낮추고 소재 안정성을 높이기 위해선 내수분성을 개선하는 소재 혁신이 필요한 상황”이라고 설명했다. LG에너지솔루션은 고전압을 구현하는 데 특화된 배터리 구조인 '바이폴라'를 반고체 및 전고체 배터리에 구현하기 위한 R&D를 추진 중이다. 손 담당은 “전자의 이동 경로가 매우 짧아지면서 급속 충전이나 방전 시 발열 관리에 유리할 것으로 보고 있다”며 “대면적화하면 부품 수도 50% 수준까지 줄일 수 있어 배터리 팩 내 공간 활용률을 높일 수 있고, 전기차에 적용하면 주행 거리와 가격 경쟁력을 높일 수 있을 것”이라고 소개했다. 전기차 외 고전압을 요구하는 ESS나 전기선박에도 활용될 수 있을 것이라고 전망했다. “리튬황 배터리, kg당 500kWh 구현"…소듐이온 배터리 조기 출시 시사 LG에너지솔루션은 리튬이온 배터리 무게 대비 에너지 밀도가 1.5배 높은 리튬황 배터리도 2027년 상용화 목표로 개발하고 있다. 손 담당은 “kg당 400~600kWh의 에너지 밀도를 구현할 수 있을 것으로 보고 있고, 500kWh 수준까지는 개발 가능한 단계”라며, “황이 매우 저렴하기 때문에 하이니켈 리튬이온 배터리 대비 원가를 30~50% 절감할 수 있다”고 강조했다. 손 담당은 무게가 가볍다는 특성상 도심항공교통(UAM) 등 항공 분야에 우선 공급될 것으로 전망했다. 손 담당은 “리튬황 배터리 구현을 위한 양극재를 개발했고, 고안정성과 고출력을 내기 위한 전해질 기술도 자체적으로 보유하고 있다”고 소개했다. 현재는 리튬이 비교적 낮은 가격에 거래되고 있지만, 모빌리티 부문에서 전동화가 상당 수준으로 진행되면 수요 대비 공급이 부족해질 전망이다. 업계에선 보급형 리튬이온 배터리를 대체할 배터리로 소듐(나트륨)이온 배터리 연구도 활발히 진행되고 있다. LG에너지솔루션도 그 중 하나다. 손 담당은 “소듐은 메탈 중 두 번째로 매장량이 많다”며 “이런 풍부한 자원을 토대로 지속 가능성 관점에서 가격 경쟁력을 갖출 수 있는 소듐이온 배터리 개발이 필요하다”고 설명했다. 소듐이온 배터리는 원재료가 저렴할 뿐 아니라 충격에도 매우 안전하고, 저온 환경에서도 성능이 잘 유지될 뿐 아니라 열 폭주에 따른 화재 위험으로부터 안전한 것으로 평가된다. 그러나 낮은 에너지 밀도가 단점으로 꼽힌다. 시장에 다수 보급된 LFP 배터리 대비 규모의 경제가 형성되지 않아 현 시점에선 가격 경쟁력도 LFP 배터리에 비해 밀린다. 손 담당은 “고용량 양극재로 소듐이온 배터리 에너지 밀도를 높이는 연구를 진행하고 있다”며 “또 하나의 방법으로 저희가 타사 대비 기술력이 우수한 건식 공정도 접목해 비용을 더욱 절감하려 한다”고 언급했다. 이어 “원통형 배터리로 구현하기 어려운 전고체 배터리와 달리, 폼팩터를 다양하게 접목할 수 있는 것도 소듐이온 배터리의 장점”이라며 “기존 리튬이온 배터리 공정 라인을 100% 활용할 수 있다”고 했다. 소듐이온 배터리의 경우 다른 차세대 배터리보다 조기에 시장 출시가 이뤄질 것으로 내다봤다. 손 담당은 “무정전 전원 장치(UPS) 등 고출력을 요하는 시장에 조기 출시하려고 최선을 하고 있다”고 말했다.

2025.04.10 15:15김윤희

리튬메탈 전고체 배터리 가격 10년 뒤 60% 하락 전망

리튬메탈 음극 기반 전고체 배터리 가격이 지난해 kWh당 300달러 선에서 10년 뒤인 2035년 기준 120달러 대까지 낮아질 것으로 전망됐다. 시장 주류인 리튬이온 배터리의 현 가격과 유사한 수준이다. 7일 시장조사업체 SNE리서치는 최근 발간된 '차세대 리튬메탈 배터리 기술개발 현황 및 시장전망 리포트'에서 이같이 전망했다. 이같은 전망 하에 관련 시장 규모는 지난해 약 2억 달러(약 2천925억원) 수준에서 2035년 약 320억~470억 달러(약 46조 8천억~68조 8천억원)까지 성장할 것으로 봤다. 전기차, 항공모빌리티 등 고에너지 응용 분야 중심 기술 수요가 확대되고, 리튬메탈 음극이 상용화가 가시화됨에 따른 전망이다. 리튬메탈 배터리는 기존 리튬이온 배터리의 한계를 뛰어넘는 차세대 고에너지 밀도 솔루션으로 전기차, 드론 및 항공모빌리티 등 에너지 수요가 높은 응용 분야의 핵심 동력원으로 주목받고 있다. 특히 이론 용량이 약 10배 높은 리튬 메탈 음극이 적용되면 배터리 소형화와 장거리 주행 구현에 결정적 역할을 할 것으로 예상된다. 단 충·방전 과정에서 리튬 이온이 양극과 음극을 오가는 동안 가지 모양 결정체가 음극 표면에 쌓이는 '덴드라이트'와 고체전해질면(SEI) 파괴, 사이클 수명 저하 등 기술 문제가 상용화를 가로막는 주요 장애 요소로 작용하고 있다. 업계에선 이를 해결하기 위해 계면 제어 기술, 셀 설계 혁신 등 연구개발이 전방위적으로 진행되고 있다. LG에너지솔루션은 KAIST와 협력해 '붕산염-피란 기반 액체 전해질'을 개발해 리튬메탈 배터리의 충방전 효율과 에너지 밀도를 높였다. 롯데케미칼은 덴드라이트 현상을 억제하는 분리막 코팅소재 제조 기술을 개발하는 등 다양한 연구가 진행되고 있다. SNE리서치는 이에 대해서 정책적 지원과 산업 생태계의 유기적 협력이 병행된다면, 리튬메탈 배터리는 향후 차세대 배터리 산업의 새로운 패러다임을 주도할 핵심 기술로 자리매김할 수 있을 것이라고 설명했다.

2025.04.07 14:55김윤희

리튬이온배터리 수명 늘리려면..."완전방전 꼭 피해야"

리튬이온배터리는 쓰다보면 수명이 급격히 줄어들 때가 있다. 주 원인은 두 가지다. 과충전과 과방전이다. 국내 연구진이 특히, 완전방전이 배터리 수명을 극도로 저하시킨다는 사실을 과학적으로 규명했다. POSTECH (포항공과대학교)은 친환경소재대학원 배터리공학과 홍지현 교수 연구팀이 성균관대 김종순 교수 연구팀과 리튬이온배터리의 사용 과정에서 발생하는 새로운 열화 메커니즘을 발견했다고 31일 밝혔다. 이 연구는 에너지 소재 분야 국제 학술지인 '어드밴스드 에너지 머티리얼즈(Advanced Energy Materials)'의 표지 논문으로 선정됐다. 연구에는 논문 제1저자로 이름을 올린 POSTECH 임국현 박사와 KIST 전승윤 연구생(박사과정)이 참여했다. 전기자동차 등에 쓰이는 리튬이온배터리는 니켈, 망간, 코발트로 이루어진 삼원계 양극재를 주로 사용한다. 최근 경제성을 높이기 위해 비싼 코발트 대신 니켈 함량을 높이는 추세지만, 니켈 함량이 높아질수록 배터리 수명이 빨리 줄어든다. 그동안 배터리 성능 저하는 주로 과충전 과정에서 발생한다고 알려져 왔다. 하지만 안정적인 전압에서도 배터리 성능이 저하되는 현상은 설명하지 못했다. 연구팀은 이 수수께끼를 풀기 위해 배터리 방전(사용) 과정에 주목했다. 연구팀은 배터리를 재충전하지 않고 오래 사용하는 경우 양극재 표면의 산소가 빠져나가는 '준-전환 반응(quasi-conversion reaction)'이 발생한다는 것을 발견했다. 임국현 박사는 "이 반응이 배터리 방전과정 중 3V 근처에서 일어난다"며 "표면의 산소 일부가 리튬과 결합해 리튬산화물을 형성하고, 이렇게 만들어진 리튬산화물은 배터리 내부 전해질과 반응해 가스를 발생시키고 배터리 성능을 떨어뜨린다"고 말했다. 연구팀은 니켈 함량이 높을수록 이 현상이 더욱 심하게 나타나며, 배터리 대부분의 용량을 소진할 정도로 오래 사용하는 경우에도 배터리가 부풀어 오르는 등 성능 저하가 가속화된다는 것을 확인했다. 니켈 함량이 90% 이상인 고니켈 배터리로 실험한 결과, 준-전환 반응이 발생할 때까지 사용한 배터리는 250회 사용 후 남은 용량이 3.8%에 불과했지만, 사용 정도를 조절한 배터리의 경우 300회 사용 후에도 73.4%의 용량을 유지했다. 완전방전만 시키지 않아도 배터리 성능을 어느 정도 유지 가능하다는 얘기다. 임 박사는 "이 문제를 해결하는 방법이 생각보다 간단하다"며 "배터리 사용률을 최적화하는 것만으로도 배터리 수명을 크게 늘릴 수 있다. 업계가 제품 설계단계에서 검토하면 될 것"이라고 덧붙였다. 연구를 이끈 홍지현 교수는 "실제 배터리 사용 과정인 방전이 미치는 영향은 그간 간과됐다"라며, "이번 연구는 더 오래 쓸 수 있는 배터리를 만들기 위한 중요한 개발 방향을 제시했다"라고 전했다. 한편, 이 연구는 산업통상자원부 한국산업기술진흥원 산업혁신인재성장지원사업 (R&D, 배터리특성화대학원지원사업), 한국산업기술평가관리원 이차전지첨단전략 산업, 글로벌협력지원사업 및 수요기업 맞춤형 고출력축전지(슈퍼커패시터) 성능 고도화기술개발사업의 지원을 받았다.

2025.03.31 12:59박희범

NST, 국가특임연구원 1호로 LG화학 출신 김명환 박사 임용

우리나라 첫 국가특임연구원으로 LG화학 출신의 김명환 박사가 한국화학연구원 차세대 이차전지 전략연구단장으로 임용됐다. 과학기술정보통신부와 국가과학기술연구회는 과학기술분야 정부출연연구기관(출연연) 1호 국가특임연구원 타이틀을 김명환 단장이 차지했다고 28일 밝혔다. 국가특임연구원은 '과학기술분야 정부출연연구기관 운영에 관한 규정'에 따라 석학이나 실적 등이 탁원한 연구자를 3년 이내 기한으로 채용하는 제도다. 올해 처음 도입됐다. 연장도 가능하다. 김 단장은 서울대 공업화학과 76학번이다. KAIST에서 석사학위를 취득한 뒤 미 애크런대학교에서 고분자공학으로 박사학위를 받았다. 100% 수입에 의존하던 리튬이온전지를 내재화하는 기틀을 마련했다. 2000년대에는 이차전지 종주국인 일본을 제치고 세계 최초로 전기차용 리튬이온전지를 상용화했다. 화학연에서는 올해 과기정통부가 선정한 글로벌 TOP 전략연구단인 '차세대 이차전지 전략연구단'을 이끈다. 이창윤 제1차관은 "출연연이 국가연구개발기관으로서 다양한 혁신 주체가 협력하는 산·학·연 역량결집 거점이 되어야 한다"며 "국가특임연구원 임용을 지속 확대해 나갈 계획"이라고 말했다.

2025.03.28 18:18박희범

희소금속 공급망 안정화 민관 협의체 출범

반도체·전기차·기계·항공·정유·화학 등 첨단·주력산업의 필수 소재인 희소금속의 글로벌 공급망 안보가 강화되고 있는 가운데 민관이 함께 희소금속 공급망 안정화 방안을 모색한다. 산업통상자원부는 20일 오송 H호텔에서 '희소금속 산업발전협의회'를 출범하고 희소금속 공급망 안정화 방안을 논의했다. 희소금속 산업발전협의회는 세계적 보호무역주의 심화 등 급변하는 대내외적 환경에서 업계 현황과 대응 전략을 공유하고 국내 희소금속 공급망 안정화 방안을 모색하기 위해 출범했다. 협의회는 산업별로 사용되는 희소금속 소재의 다양성을 고려해 희소금속 공급·재자원화·수요기업 등 산학연 전문가로 구성했다. 협의회는 국내 희소금속 공급망을 진단하는 한편, 희소금속 연관 기술분석을 통해 글로벌 희소금속 및 관련 기술 수출통제에 대응할 계획이다. 1차 회의에서는 희토류·탄탈륨·규소·리튬·코발트 등 첨단산업에 사용되는 핵심 희소금속 15종의 공급망과 연관 기술분석을 추진한다. 나성화 산업부 산업공급망정책관은 “첨단산업을 중심으로 희소금속의 수요는 급증하고 있으나, 특정국 의존도가 높은 현실을 고려할 때, 희소금속 산업발전협의회는 희소금속의 확보부터 국내 생산·유통까지 공급망 전체에 대한 현황 파악을 통해 국내 산업의 취약점을 분석하고 대안을 제시하는 등 공급망 안정화를 위한 핵심적 역할을 해야 한다”며 “산업부도 협의회 의견을 수렴해 국내 희소금속 공급망 안정화를 위한 맞춤형 지원방안을 수립하겠다”고 밝혔다.

2025.03.20 15:34주문정

전기차 리튬이온배터리, 15분에 81%까지 "충전"

국내 연구진이 전기차 리튬이온 배터리를 15분에 81%까지 고속 충전하는데 성공했다. KAIST(총장 이광형)는 생명화학공학과 최남순 교수 연구팀이 신소재공학과 홍승범 교수 연구팀과 새로운 전해질 용매 '아이소부티로니트릴(isoBN)'으로 고이온 전달성 전해질 시스템을 개발했다고 17일 밝혔다. 이 소재를 적용할 경우 기존 리튬이온전지 전해질에 사용되는 에틸렌 카보네이트(EC) 전해질 대비 점성과 이온전도도를 크게 개선, 표준용량 기준 대비 15분내, 81%까지 상온 충전 가능하다고 연구진은 설명했다. 기존의 EC 전해액은 높은 점성(3.38 cP), 강한 용매화(Solvation) 특성, 큰 결정립으로 구성된 음극 계면층을 만들어 고속 충전 시 리튬이온이 원활하게 이동하거나 흑연 음극 층상 구조로 들어가지 못하는 단점이 있다. 또한, 음극 계면층 위 또는 음극판 상단부(분리막과 접촉하고 있는 부분)에 금속 리튬이 전착된다. 이러한 전착 리튬은 충·방전이 불가능한 비가역적 리튬으로 배터리 수명 단축과 단락에 의한 화재 발생 위험을 높인다. 연구팀은 이 문제 해결을 위해 아이소부티로니트릴을 배터리 전해질에 새로 도입했다. 실험결과 EC 전해질 대비 55% 낮은 점성(1.52 cP), 54% 높은 이온전도도(12.80 S/cm)를 나타냈다는 것이 송채은 연구생(박사과정)의 부연 설명이다. 이 전해질은 실험에서 리튬이온의 탈용매화 에너지를 크게 감소시켜 15분 고속 충전 300회 사이클에서도 음극 상단부에 비가역성 리튬전착 없이 94.2%의 매우 높은 용량 유지율을 나타냈다. 연구팀은 또 X선 광전자 분광법과 비행시간 이차이온 질량 분석 등으로 음극 계면층의 조성과 리튬이온의 이동 경로 등을 정밀 분석했다. 전기화학적 변형 현미경(ESM)을 이용해 전해액 조성에 따라 리튬이온 전도도가 달라지는 것과 음극계면층에서 리튬이온이 이동하는 것을 세계 최초로 영상화했다. 최남순 교수는 "음극 계면층의 결정립 크기와 배열상태 및 전해질의 용매화 구조가 리튬이온전지 고속 충전 시간에 영향을 주는 핵심 요소라는 것을 확인했다"며 "상온 및 영하 10도에서 고속 충전이 가능해질 것"으로 기대했다. 상용화와 관련해 최 교수는 "검증만 된다면, 원통형 전지 쪽에는 적용이 가능할 것"으로 내다보며 "소재 경제성도 좋아 해볼 만 하다"고 언급했다. 연구는 생명화학공학과 최남순 교수와 신소재공학과 홍승범 교수(이상 교신저자)와 송채은, 한승희, 최영우 연구생(이상 제1저자)이 진행했다. 연구결과는 국제 학술지 '어드밴스드 머티리얼즈(3월 11일)에 등재됐다.

2025.03.17 09:49박희범

에코프로이노베이션, '리튬메탈' 음극 개발 추진

에코프로이노베이션이 캐나다의 하이드로퀘백과 리튬메탈 음극 공동 개발 협약을 맺었다. 리튬 가공을 주력 사업으로 하는 에코프로이노베이션은 이번 협약을 계기로 음극소재 개발로 사업 영역을 확대할 수 있는 계기를 마련하게 됐다. 리튬메탈은 음극재에 주로 사용되는 흑연과 비교해 에너지 밀도가 10배 가량 커서 전기차의 주행거리를 늘리는 데 기여할 것으로 전문가들은 예상하고 있다. 차세대 배터리로 평가받는 전고체 배터리의 음극 소재로도 주목받고 있다. 다만 높은 가격과 상대적으로 취약한 수명 등으로 상용화에 어려움을 겪어 왔다. 에코프로이노베이션과 하이드로퀘백은 이를 위한 협약식을 체결했다고 12일 밝혔다. 에코프로이노베이션과 하이드로퀘백은 이번 협약식을 계기로 차세대 리튬메탈음극 개발을 위한 공동 연구를 진행할 계획이다. 에코프로이노베이션의 리튬 가공 노하우와 하이드로퀘백의 메탈 음극 연구 성과를 결합한다. 두 회사는 내년까지 이차전지용 리튬메탈음극 생산을 위한 파일럿 설비를 구축하고 향후 준양산 파일럿 설비까지 구축키로 했다. 에코프로이노베이션은 탄산리튬을 고순도 수산화리튬으로 전환하는 공정을 통해 삼원계 배터리 성능을 높이는 데 기여하고 있다. 연산 2만6천톤 규모의 수산화리튬 생산 캐파를 갖추고 있는데 삼성SDI 등 배터리 셀 업체에 2022년부터 총 3만2천톤의 수산화리튬을 공급했다. 하이드로퀘백은 캐나다 퀘백주 정부가 소유한 전력회사로 오랜 전지 소재 개발 경험을 가진 연구소 CEETSE를 운영하고 있다. CEETSE는 1980년대 초부터 리튬메탈음극 및 전고체 전지 분야에 투자를 이어 왔다. 특히 노벨화학상 수상자인 존 구디너프 교수와의 공동 연구를 통해 리튬인산철(LFP) 양극소재의 원천기술 개발과 상용화에 큰 역할을 해 왔다. 에코프로이노베이션은 이번 협약을 계기로 수산화리튬 생산에서 리튬메탈 음극으로 사업영역을 확대해 미래 성장동력으로 삼을 계획이다. 피에르 뤽 막실 하이드로퀘백 연구총책임자는 “저희 연구소가 가진 리튬메탈에 대한 우수한 원천기술과 에코프로이노베이션의 풍부한 소재 상용화의 경험이 합쳐져 차세대 리튬메탈음극의 개발을 한층 가속화할 것”이라고 말했다. 김윤태 에코프로이노베이션 대표는 “이번 협약을 계기로 이노베이션이 리튬 가공에서 리튬메탈 음극 개발로 사업 영역을 확대함으로써 전고체 배터리에서도 주도권을 가져갈 것으로 예상한다”고 말했다.

2025.03.12 09:18김윤희

中 CATL, 이춘 광산 생산 재개…리튬 가격 '촉각'

세계 최대 배터리 기업 CATL이 4개월 만에 리튬 광산 운영을 재개했다. 7일(현지시간) 로이터통신에 따르면 CATL은 중국 장시성 이춘시에 있는 리튬 광산 채굴을 다시 시작했다. CATL은 지난해 9월 리튬 이춘 광산 가동을 중단했다. 이는 공급 과잉으로 인해 리튬 가격이 하락하면서 취해진 조치였다. 당시 리튬 채굴 중단 소식이 전해지자 리튬 관련 주가가 급등하기도 했다. UBS 애널리스트들은 CATL이 재고 부족 문제와 생산 비용 절감을 고려해 광산 운영을 재개한 것으로 분석했다. 특히, 해당 광산의 생산량을 더 높은 등급 광석과 혼합하면 비용 절감 효과를 기대할 수 있기 때문이라는 설명이다. CATL이 리튬 생산을 늘리면 리튬 가격은 하락할 가능성이 크다. 리튬 가격은 수요와 공급의 균형에 의해 결정되는데, 공급이 늘면 가격이 내려가기 때문이다. 니켈과 리튬 같은 광물을 배터리 소재로 사용하는 업계는 이러한 원자재 가격 변동에 따라 실적이 영향을 받는다. 광물 가격이 상승하면, 기존에 매입한 리튬으로 제작한 배터리셀을 더 높은 가격에 판매할 수 있어 수익성이 향상된다. 반면, 광물 가격이 하락하면 낮은 가격에 제품을 판매해야 하므로 손실이 발생할 가능성이 커진다. CATL이 리튬 생산 시장에서 차지하는 점유율은 미미하지만, 중국을 제외한 전기차 배터리 시장 점유율이 26.1%에 달하는 만큼 자체 리튬 생산량을 늘릴 경우, 배터리 가격 하락에 간접적으로 영향을 미칠 가능성이 높다는 분석이다.

2025.02.10 10:59류은주

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