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'리튬 배터리'통합검색 결과 입니다. (88건)

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음극없는 리튬이온배터리 개발…파우치형 전지로 "용량 2배 검증완료"

국내 연구진이 음극을 없애는 방법으로 리튬이온배터리 용량을 2배 늘리는데 성공했다. 실험실 수준을 넘어 실제 파우치형 전지로 검증도 완료했다. POSTECH(포항공과대학교)은 화학과 박수진 교수·한동엽 박사 연구팀과 KAIST 생명화학공학과 최남순 교수·김세훈 박사(현 한국전자통신연구원 소속), 경상국립대 재료공학과 이태경 교수·손준수 연구원 연구팀이 '무음극(anode-free) 리튬금속전지'에서 부피 에너지 밀도 1천270Wh/L(와트시/리터)를 구현하는 데 성공했다고 17일 밝혔다. 이는 현재 전기차에 쓰이는 리튬이온전지(약 650Wh/L) 약 두 배 수준이다. 이 성과는 국제 재료 과학 학술지 '어드밴스드 머터리얼즈(Advanced Materials)'에 실렸다. '무음극 리튬금속전지'는 말 그대로 음극이 없는 전지다. 대신 충전할 때 양극에 있던 리튬이 구리판 위에 쌓인다. 불필요한 부품을 덜어낸 만큼, 배터리 내부 공간을 에너지 저장에 더 많이 쓸 수 있는 장점이 있다. 문제는 안전성과 수명이다. 리튬이 고르게 쌓이지 않으면 덴드라이트(바늘처럼 뾰족한 결정, dendrite)가 자라 분리막을 뚫어 단락이 발생, 열폭주 현상을 일으킬 수 있다. 충전과 방전을 반복할수록 표면이 갈라지며 수명도 급격히 줄어든다. 연구팀은 이를 해결하기 위해 '리튬 호스트(Reversible Host, RH)'와 '설계형 전해질(Designed Electrolyte, DEL)'을 함께 사용하는 전략을 취했다. '리튬 호스트'는 고분자 틀 안에 은(Ag) 나노입자를 고르게 배치해 리튬이 아무 데나 쌓이지 않고 정해진 자리로 모이도록 유도한다. 리튬이 질서 있게 자리 잡을 수 있는 '리튬 전용 주차장'을 만든 셈이다. 여기에 '설계형 전해질'을 더했다. 전해질은 배터리 안에서 리튬이 이동하는 통로 역할을 하는 액체다. 연구팀이 설계한 전해질은 리튬과 반응해 얇고 단단한 보호막을 형성한다. 이 보호막은 피부에 밴드를 붙인 것처럼 리튬 표면을 감싸, 덴드라이트 성장을 막으면서 리튬 이동 통로는 열어 둔다. 이 둘을 결합한 RH-DEL 시스템은 높은 용량(4.6mAh/㎠)과 전류 밀도(2.3mA/㎠) 조건에서 100회 충·방전 후에도 초기 용량의 81.9%를 유지했고, 평균 99.6%의 높은 에너지 효율을 기록했다. 이러한 안정적인 성능을 바탕으로 연구팀은 무음극 리튬금속전지에서 부피 에너지 밀도 1천270Wh/L를 구현하는 데 성공했다. 특히 이번 성과는 실험실용 작은 전지가 아니라, 파우치형 전지에서도 검증됐다. 전해액을 최소한만 사용(E/C=2.5 g/Ah)하고, 배터리를 꽉 누르지 않은 낮은 압력 조건(20kPa)에서도 안정적으로 작동했다. 이는 실제 차량에 적용할 경우 무게와 부피를 줄이면서도 제조 부담을 낮출 수 있다는 의미로, 상용화 가능성을 한층 높였다는 평가다. 리튬 호스트 구조 설계와 성능 검증을 맡았던 박수진 교수는 "음극이 없는 리튬금속전지에서 전성과 수명 문제를 동시에 해결한 의미 있는 성과”라고 연구의 의의를 전했다. 또한, 이론·계산 연구로 실험 결과의 근거를 더한 이태경 교수는 “이번 연구를 통해 상용 용매 기반 전해질 설계를 통해 리튬이온 이동성과 안정성을 동시에 확보했다"라고 전했다.

2025.12.17 09:10박희범

전기차·ESS가 끌어올린 리튬 수요…2035년 300만톤 육박

글로벌 배터리용 리튬 수요가 2035년 약 298만톤(LCE·탄산리튬환산)까지 증가해 약 300만톤 수준에 이를 것이란 전망이 나왔다. 15일 이차전지 시장조사업체 SNE리서치 '2026 리튬 메탈 보고서'에 따르면 2024년 약 108만톤에서 2035년 298만톤까지 연평균 9.7% 성장률(CAGR)을 기록할 것으로 예상된다. 배터리용 리튬 수요는 전기차 산업 성장세와 맞물려 빠르게 확대되는 흐름을 보이고 있다. 2025년에 수요는 약 126만톤(LCE) 수준으로 예상되며, 이후 전기차 보급 확대와 에너지저장장치(ESS) 등 신규 수요처 확대로 중장기적인 성장세가 이어질 것으로 분석된다. 리튬 가격은 2020년대 들어 전기차 배터리 수요의 급격한 확대, 중국을 중심으로 한 공격적인 리튬 재고 확보, 제한적인 공급 능력 등이 복합적으로 작용하면서 톤당 56만 위안 이상까지 급등한 바 있다. 그러나 2023년 이후 과도한 투자와 재고 누적, 완성차 및 배터리업체의 발주 조정, 일부 신규 프로젝트 가동 본격화가 동시에 진행되며 급락 국면을 겪었다. SNE리서치는 2024~2025년을 리튬 시장의 '공급·재고 조정 구간'으로 제시한다. 투자 과열과 재고 조정이 진행되는 과정에서 가격이 크게 하락했고, 그 결과 리튬 가격은 과거 고점 대비 크게 낮아진 톤당 5만 위안대 수준에서 바닥을 형성한 것으로 평가된다. 지난 12일 기준 탄산리튬 가격은 톤당 9만3천 위안 수준이다. SNE리서치는 향후 투기적 수요 급증이나 대규모 공급 차질과 같은 돌발 변수가 발생하지 않는다는 전제하에, 리튬 가격이 수급 균형 수준에서 점진적인 우상향 흐름을 보이며 2035년에는 톤당 약 11만3천 위안(약 1만 6천 달러) 수준을 형성할 것으로 내다보고 있다. SNE리서치는 "리튬 가격은 전기차 배터리 및 소재 산업의 원가 구조와 투자 방향에 직접적인 영향을 미치는 만큼, 중장기 수급과 가격 흐름을 면밀히 모니터링할 필요가 있다"고 전했다.

2025.12.15 14:27류은주

ESS 훈풍 제한적?…내년 리튬 전망 엇갈려

에너지저장장치(ESS) 수요 급증으로 장기간 정체된 배터리와 리튬 시장이 내년 반등할 것이란 전망과 기대치가 과장돼 있다는 전망이 교차하고 있다. 블룸버그는 배터리 업계와 시장조사기관들이 내년 시장에 대해 상반되는 전망들을 내놓고 있다고 최근 보도했다. 업계 컨설팅 기업 아다마스인텔리전스 애널리스트인 크리스 윌리엄스는 전기차 보급이 ESS 대비 성숙 단계에 접어들었다며, 내년 배터리와 리튬 수요에 있어 ESS 공급 물량 성장이 가장 큰 변수가 될 것이라고 봤다. 이런 관점에서 아다마스인텔리전스는 올해 전체 리튬 사용량 중 전기차 비중이 약 70%, ESS 비중이 18.6%인 반면 오는 2030년에는 각각 56%, 35%를 차지하게 될 것이라고 전망했다. 리튬 생산 업체들은 이와 유사한 전망을 내놓고 있다. 지난달 장안치 톈치리튬 회장은 ESS 시장 성장세로 리튬 수요와 공급이 내년 균형 상태를 이룰 것으로 예상했다. 간펑 리튬도 내년 탄산 리튬 수요가 30% 증가한 190만톤 수준에 이를 것으로 전망하면서, ESS 시장이 예상 이상의 성장세를 보이고 있는 점을 근거 중 하나로 꼽았다. 증권사 번스타인도 올해 리튬 가격이 바닥을 찍었고, 내년과 내후년 리튬 시장 공급 대비 수요량이 더 크게 성장할 것으로 예상했다. 이에 탄산리튬 가격이 올해 톤당 1만 달러에서 내년 1만7천 달러, 2027년 2만5천 달러로 증가할 것이란 전망을 내놨다. 이와 달리 업계가 ESS 배터리 생산에 박차를 가하고 있지만, ESS 설치 속도는 그에 미치지 못하고 있다며 공급 과잉에 무게를 두는 전망도 나타났다. 컨설팅 회사 CRU그룹의 마틴 잭슨 배터리 소재 시장 책임자는 이같은 이유로 "내년에도 공급이 수요 증가세를 앞지를 것"이라며 시장 낙관 전망이 "위험할 정도로 과장됐다"고 분석했다. 배터리·전기차 시장조사업체인 벤치마크 미네랄 인텔리전스의 이올라 휴즈 연구 책임자는 내년과 내후년 리튬 수요 성장이 현재 언론에 보도된 것보다 불안정하고, 둔화될 가능성이 높다고 분석했다. ESS 배터리 설치량이 증가하고 있지만 중국이 배터리 산업 과잉 경쟁을 억제하는 정책을 추진하고 있어 생산이 다소 둔화될 수 있는 점을 고려했다.

2025.12.14 11:15김윤희

SK이노, LFP 배터리 재활용 기술 국제 학술지 등재

SK이노베이션이 배터리 재활용 기술 개발 성과를 유명 국제 학술지에 등재했다. SK이노베이션은 자체 개발한 리튬인산철(LFP) 배터리 리사이클 기술이 화학공학 전문 국제 저명학술지인 '세퍼레이션 앤 퓨리피케이션 테크놀로지(Separation and Purification Technology)'에 게재됐다고 5일 밝혔다. 기존 LFP 배터리 재활용 과정은 부산물 처리, 폐수 발생 등 환경 부담이 크고, 처리 비용 등 경제성에서도 한계가 있었다. SK이노베이션은 이에 대한 해법으로 물(H₂O), 이산화탄소(CO₂), 과산화수소(H₂O₂)만을 이용해 LFP 배터리에서 탄산리튬(Li₂CO₃)을 선택적으로 회수하는 친환경 공정을 개발했다. 이번 성과는 친환경성과 경제성 측면에서 기존의 한계가 지적돼온 LFP 리사이클 분야에 새로운 돌파구를 제시했다는 평가를 받고 있다. SK이노베이션 친환경 리사이클링 기술은 기존의 환경 부담을 줄임과 동시에 원료를 효율적으로 회수할 수 있어, 미래 배터리 자원 순환 및 관련 산업 확대에 기여할 것으로 회사 측은 기대한다. 최근 전기차와 에너지저장장치(ESS) 시장에서 LFP 배터리의 점유율이 빠르게 확대되고 있다. 국제에너지기구(IEA)는 중국발 LFP 수요 증가가 두드러지고 있다고 조명하며, 2024년 기준 LFP 배터리 점유율이 50%까지 늘었다고 밝혔다. 저렴한 가격과 높은 안전성, 긴 수명 등 다양한 장점 덕분에 중저가 전기차와 보급형 모델뿐만 아니라 ESS 분야에서도 활용이 급속히 확산되고 있다. SK이노베이션 자회사인 SK온 역시 이러한 시장 흐름에 맞춰, ESS와 전기차에 적용되는 파우치형 LFP 셀 생산을 준비 중이다. 이에 따라 사용 후 배터리의 회수와 재활용 역량은 산업 경쟁력과 자원 안보를 결정짓는 핵심 과제로 떠오르고 있다. 특히 ESS에 LFP 배터리 적용이 증가함에 따라 리튬의 안정적인 회수와 친환경 처리 기술의 중요성이 더욱 강조되고 있다. 김필석 SK이노베이션 환경과학기술원 원장은 “이번 성과는 기존 배터리 재활용 방식의 한계를 넘어선 것으로, 배터리 시장의 지속가능한 선순환 구조를 견인하는 중요한 기술”이라며 “고순도 탄산리튬을 안정적으로 회수함으로써 리튬 수급 리스크를 완화하고, 국내외 배터리 제조·소재·재활용 기업과의 협력을 확대해 산업 생태계 확대에 기여하겠다”고 밝혔다.

2025.12.05 08:54류은주

아세톤으로 리튬배터리 성능 5초만에 23~135% ↑

손 소독이나 매니큐어 제거제로 쓰이는 아세톤을 용매로 써서 리튬이온배터리 용량과 성능을 단 5초만에 23~135%까지 끌어 올릴 수 있는 새로운 나노 복합소재 제조 기술이 개발됐다. POSTECH은 화학공학과 김진곤 교수와 김건우 박사, 조항준 석사, 배터리공학과·화학공학과 조창신 교수 공동 연구팀이 아세톤을 용매로 써서 재료가 순식간에 반응하고, 응축하는 초고속 응축 유도 자기 조립(CISA) 전략을 통해 차세대 리튬 배터리 음극 소재 설계의 난제를 해결했다고 20일 밝혔다. 기존에는 넓은 표면적과 높은 전기 전고성을 동시에 가진 음극 소재를 얻기 위해 유독성 용매를 사용했다. 김진곤 화학공학과 교수는 "TOXIN 류의 유독성 용매를 쓰지 않아도 된다는 점과 배터리 이외의 고기능성 소재 개발에도 응용이 가능하다는 점이 장점"이라며 "기존 대비 뛰어난 에너지 저장 성능을 확인했다. 상용화 등에도 관심 있다"고 말했다. '리튬이온배터리'는 스마트폰, 전기차, 에너지 저장장치 등 일상을 움직이는 핵심 기술이다. 배터리의 용량과 성능을 끌어올리려면 음극 소재로 넓은 표면적과 높은 전기전도성을 동시에 가진 소재가 필요하다. 기존에는 넓은 표면적을 가진 '메조 다공성 금속산화물(MMOs)을 만들기 위해 '블록공중합체(BCP) 자기조립'이라는 방법이 주로 사용됐다. 그러나 이 방식은 유독성 용매를 사용해야 하고 합성 시간이 매우 길다. 전도성을 가진 나노물질을 MMOs 내부에 균일하게 섞는 것도 어려웠다. 연구팀은 이를 아세톤으로 해결했다. 아세톤이 금속 알콕사이드(금속 산화물 전구체)를 빠르게 반응·경화하는 특성에 주목한 것. 연구팀은 "카본나노튜브(1차원)와 MXene(2차원) 같은 고전도성 나노 소재가 단 5초 만에 MMOs 내부에 골고루 분산된 나노 복합체 제조에 성공했다"며 "수 시간에서 몇일 씩 걸리던 공정을 대폭 단축했을 뿐 아니라, 균일성과 재현성까지 확보했다"고 부연설명했다. 실험 결과, 0.05 A/g의 낮은 전류밀도에서는 나노 복합체가 MMO 단일 소재(224 mAh/g) 대비 용량이 23% 향상됐다. 1.0 A/g의 높은 전류밀도에서는 나노 복합체가 단일 소재(46 mAh/g)보다 약 135% 저장 용량이 개선됐다. 김진곤 교수는 "공정에 사용한 아세톤을 다시 정제해 재활용할 수 있다"며 "친환경성과 경제성을 모두 갖춘 생산 공정"이라고 부연 설명했다. 연구는 과학기술정보통신부 창의후속연구사업과 한국에너지기술평가원 에너지국제공동연구사업의 지원을 받아 수행됐다. 연구결과는 재료·에너지 분야 국제학술지 '나노 에너지(Nano Energy)'에 최근 게재됐다.

2025.11.20 14:45박희범

12시간 장주기 ESS 필요…"리튬 배터리·양수 외 대안 기술 개발해야"

현재 국내 에너지저장장치(ESS)에 주로 활용되는 리튬이온배터리와 양수발전 외 다양한 기술을 함께 육성해야 한다는 제언이 나왔다. 향후 시장에서 장주기 ESS가 요구되나 리튬 배터리 관련 기술은 초기 단계이고, 화재 안전성 고도화 필요성도 제기되고 있어서다. 김창선 한국에너지기술평가원 PD는 6일 서울 코엑스에서 열린 'AI 시대의 분산에너지 및 ESS 사업화 방안' 세미나에서 이같이 주장했다. 정부가 재생에너지 발전량을 적극 확대하면서, 단점인 가변적인 발전량을 보완할 수 있는 ESS도 수십조원 규모로 투자될 전망이다. ESS 수단 중 리튬이온 배터리의 경우 공급망이 안정적이지만, 장주기 기술의 성숙도 및 상용화 수준이 낮다는 지적이다. 차후 전력 발전량에서 재생에너지 비중이 증가함에 따라 잉여 재생에너지가 급증할 것으로 전망된다. 이를 원활히 저장하기 위해선 4~6시간 이상 장주기 에너지 출력이 가능해야 하며, 특히 AI데이터센터가 확산되는 최근에는 12시간 이상 장주기 ESS가 필요해질 것이란 전망도 나타나고 있다. 리튬 배터리는 용량 및 주기와 비용이 비례한다. 단주기 ESS에선 경쟁 기술 대비 경제성이 우수하지만, 장주기 ESS에선 구도가 달라진다는 분석이다. 전체 수명 주기에 소모되는 비용인 균등화저장비용(LCOS)으로 살펴보면 비(非)리튬계, 비전지 기반 기술이 더 경제적일 것으로 봤다. 실제 미국과 중국 등에선 이런 가능성을 보고 바나듐레독스플로우배터리(VRFB), 압축공기저장(CAES), 열로 에너지를 저장하는 카르노 배터리, 중력 저장 등 다양한 기술의 장주기 ESS에 투자하고 있다. 김창선 PD는 장주기 필요성 고조 등 최근 시장 동향을 고려해 내년 추진 계획 중인 ESS R&D 과제들을 소개했다. 장주기 BESS 저가화·국산화를 위한 흐름전지 설계·관리·운영 기술개발 및 실증 과제가 그 중 하나다. 김 PD는 “흐름 전지의 단점은 비싸고, 일부 국산화되지 않은 것들이 있다”며 “좀더 마무리해준다는 측면에서 지원하도록 하고 있다”고 언급했다. 전력계통 적용을 위한 액체공기 ESS 개발 및 실증, 분산전력망 구축을 위한 중형가변속 양수발전시스템 개발도 포함됐다. 김 PD는 “액체공기 ESS는 국토부에서 500kg짜리를 실증 중인데 여기의 연장 선상에서 유틸리티급 파일럿을 추진해보려 한다”며 “중형 양수는 토목 공사 비용이 너무 커 시스템 구축은 어렵지만, 지리 특성을 고려해 중형 해양 양수는 해볼 만하다고 봤다”고 설명했다. 차세대 삼원계 ESS용 소재·설계·관리 기술 개발도 추진 과제에 있다. 김 PD는 “리튬망간리치(LMR)를 좀 들여다봐야 한다고 봤다”며 “비용을 낮출 수 있고, 안전성 문제를 잘 보완해 우리나라가 삼원계에서 쌓아온 기술들이 사장시키기보다 계속 활용해야 하지 않냐는 판단”이라고 설명했다. 김 PD가 추진 중인 R&D 과제 중에는 AI 기반 장·단주기 하이브리드 ESS 및 P2X2P(전력-연료 상호 변환) 통합 운영 기술, 시장참여형 다기능 유틸리티급 BESS 최적 운영 기술 개발도 있다. 김 PD는 “전력거래소 사업 외에도 내년 전남에 BESS 투자를 위해 약 1천200억원 정도 대규모 국비 투입이 예상되고 있다”며 “유틸리티에 BESS가 들어가는데, 제주의 신(新) 전력 시장이 전남에 우선 적용될 예정”이라고 언급했다. 이어 “전남 지역이 다양한 측면에서 테스트베드가 될 수 있는데, 이런 테스트베드에서 유틸리티 BESS와 AI 등을 활용해봐야 한다는 관점에서 과제를 기획했다”고 밝혔다. 한국에너지기술평가원은 이 과제 추진 계획들을 포함한 내년 예산안에 대해 국회 심의를 받을 예정이다.

2025.11.06 20:53김윤희

정부, '핵심광물 재자원화' 지원 시동…규제 대거 합리화

정부가 핵심광물 재자원화를 활성화하기 위해 각종 규제 합리화와 전용 펀드 조성 등 종합적인 정책 지원에 나섰다. 구윤철 부총리 겸 기획재정부장관은 31일 정부서울청사에서 제6차 공급망안정화위원회를 주재해 최근 경제안보 여건을 점검하고 ▲희토류 공급망 대응 방안 ▲공급망안정화기금 출범 1주년 성과 및 개선방안 ▲핵심광물 재자원화 활성화 방안을 논의했다. 정부는 2030년까지 10대 전략 핵심광물 재자원화율 20% 달성을 목표로 핵심광물 재자원화 산업 생태계 조성 및 규제 합리화 방안 논의를 위해 관계부처 합동 TF를 운영해왔다. 10대 전략핵심광물은 리튬·니켈·코발트·망간·흑연과 네오디뮴·디스프로슘·터븀·세륨·란탄 등 희토류 5종이다. 최근 중국의 수출통제 강화 등으로 수급 불확실성이 커진 희토류와 관련해 정부는 우리 기업에 피해가 발생하지 않도록 '범정부 희토류 공급망 TF'를 지난 16일부터 가동하고, 업계 희토류 수급 지원을 위한 '희토류 수급대응 센터'를 운영한다. 또한 희토류 수급위기 발생 시 대응 역량을 강화하기 위해 해외자원개발 투자·융자를 촉진하고, 희토류 저감 기술 개발과 희토 영구자석 재자원화, 공공 비축 확대 등을 추진한다. 정부는 재자원화 원료에 대한 패러다임을 '폐기물'에서 '자원'으로 전환하기 위해 제도 개선을 추진한다. 순환자원 지정 확대, 수입보증 부담 완화 및 할당관세 지원 등으로 재자원화 원료 수입에 따른 기업들의 비용과 행정부담 경감이 체감될 것으로 기대했다. 할당관세 대상 품목은 오는 12월 최종 결정해 내년부터 적용될 예정이다. 재자원화 산업과 선도 기업을 육성해 공급망안정화기금의 투자와 융자를 활성화하고, 시설·장비 및 R&D·실증 등에 대한 재정 지원도 강화한다. 그 외 재자원화 시설과 장비 투자를 지원하고, 수요 창출을 목적으로 재자원화된 핵심광물에 대한 별도 비축도 추진한다. 정부는 공급망 안정화 기금 출범 1주년을 맞아 그간의 성과를 점검하고 개선 방안을 마련한다. 2천500억원 규모 '핵심광물·에너지 공급망 안정화 펀드'를 조성하는 등 직·간접 투자를 활성화하고, 중소·중견기업에 대한 특별 대출 한도를 신설한다. 공급망 중요도와 안정화 기여도에 따른 차등형 지원체계를 구축하고, 산업은행 등 다른 정책금융과의 협조도 강화한다. 정부는 앞으로도 관계부처 합동 '핵심광물 재자원화 정례회의'를 통해 제도 개선과 지원 방안을 지속 모색할 계획이다.

2025.10.31 10:30김윤희

'전고체 선도' 토요타, 양극재 수급처 확보…2027년 출시 목표

일본 완성차 기업 토요타가 이르면 오는 2027년 전고체 배터리 출시를 계획 중인 가운데, 핵심 소재인 양극재 수급처를 확보했다. 지난 8일 로이터, 인사이드EV 등 외신에 따르면 스미토모금속광산과 전고체 배터리용 양극소재 양산을 위해 협력키로 합의했다. 전고체 배터리는 현 리튬이온배터리에선 액체 상태인 전해질을 고체로 채택한 배터리다. 에너지 밀도를 크게 높이면서도 화재 위험을 대폭 낮추고, 충전 속도도 크게 끌어올릴 수 있을 뿐 아니라 사용 가능 온도도 폭넓어 차세대 고성능 배터리로 주목받고 있다. 토요타는 전고체 배터리 관련 기술 특허 1천300여건을 보유해 전세계 기업 중 1위인 것으로 알려져 있다. 다만 전고체 배터리 탑재 전기차 개발 경쟁 구도를 보면 메르세데스-벤츠, BMW 등이 도로 주행 실증에 나서는 등 다소 진도가 빠른 상황이다. 토요타는 전고체 배터리 탑재 차량으로 순수전기차가 아닌 하이브리드차를 고려하고 있다고도 밝히기도 했다. 스미토모금속광산은 일본 스미모토그룹의 비철금속 계열사로 토요타, 테슬라 등에 배터리 소재를 공급하고 있다. 회사는 이번 토요타와의 합의에 따라 2028년 4월부터 전고체 배터리용 양극재 양산을 개시할 계획이다. 토요타는 일본 정유 기업인 이데미츠고산과 지난 2월 전고체 배터리의 다른 핵심 소재인 황화리튬 관련 파트너십을 체결했다. 이데미츠고산은 약 213억엔(약 2천억원)을 투자해 황화리튬 양산 공장을 오는 2027년 6월까지 설립할 계획이다. 전고체 배터리 시장 경쟁은 2020년대 후반 이후 가열될 전망이다. 우리나라 주요 기업 중에선 삼성SDI가 2027년 전고체 배터리 상용화를 목표로 개발을 진행 중이다. SK온도 2029년 상용화를 목표로 지난달 파일럿 공장을 준공했다. LG에너지솔루션도 2030년을 양산 기점으로 전망하고 있다. 현대차그룹은 2030년 이전까진 전고체 배터리 탑재 차량이 상용화되기 어렵다는 의견을 내보인 바 있다.

2025.10.12 13:23김윤희

국정자원관리원 화재 진짜 원인은?…경찰 전담팀 수사 본격화

국가정보자원관리원 대전 본원 화재 사건에 대해 경찰이 본격적인 수사에 착수했다. 화재는 노후된 무정전 전원장치(UPS)용 리튬이온 배터리에서 시작된 것으로 파악됐다. 하지만 배터리 자체의 결함인지 아니면 작업 중 실수 때문인지는 아직 명확히 밝혀지지 않았기 때문이다. 대전경찰청은 28일 화재 원인과 경위를 집중 수사하기 위해 20여 명 규모의 전담 수사팀을 꾸렸다고 밝혔다. 수사팀은 리튬이온 배터리에서 불꽃이 발생한 경위와 배터리 분리 작업 당시의 절차와 현장 상황을 집중적으로 들여다볼 계획이다. 이를 위해 화재 당시 진행된 작업 과정을 조사하고 정밀 감식도 병행한다. 이번 화재는 지난 26일 오후 8시 15분경 대전 유성구 화암동 국정자원 5층 전산실에서 발생했다. 당시 UPS 리튬이온 배터리를 지하로 이전하는 작업이 진행 중이었다. 정부는 2022년 카카오 데이터센터 화재 이후 전산실 내 리튬이온 배터리의 화재 위험성을 줄이기 위해 UPS 배터리팩을 지하로 옮기는 작업을 추진해 왔다. 지금까지 두 차례 이설 작업이 완료됐으며 이번은 세 번째 작업을 준비하던 중이었다. 이 과정에서 배터리가 폭발하며 불이 시작된 것으로 알려졌다. 화재가 발생한 배터리는 2014년 8월 설치한 LG에너지솔루션 배터리셀이 적용된 UPS 시스템이다. 보증기간은 10년으로 이미 1년 이상이 경과된 상태였다. 일부에선 배터리 노후화로 인한 내부 결함이 화재 원인일 가능성을 제기하고 있다. 다만 국정자원이 지난 6월 실시한 정기 점검에서는 별다른 이상이 발견되지 않았던 것으로 전해졌다. 작업 중 전기 단락(쇼트)으로 인해 불이 붙었을 가능성도 지적된다. 전원을 완전히 차단하지 않은 상태에서 배터리 케이블을 절단했을 경우 단락으로 인해 불꽃이 발생했을 수 있다는 분석이다. 국정자원 측은 "전원을 차단한 후 약 40분이 지나 불꽃이 튀면서 발화한 것으로 확인됐다"고 설명하며 작업 중 실수라는 의견에 반대를 표했다. 경찰 관계자는 "화재 현장 1차 감식을 통해 확보한 시설 구성품 일부에 대한 감정을 의뢰했다"며 "28일에는 시설 내부에 대한 광범위한 합동감식을 진행했고 현장에서 반출해 보관 중인 배터리는 안정화 작업을 거쳐 국립과학수사연구원에 감정을 의뢰할 예정"이라고 밝혔다.

2025.09.28 18:56남혁우

국정자원 화재 근본 원인…"전산실에 서버·UPS 같이 있었다"

화재로 인해 국가자원 업무시스템 가동이 전면 중단된 대전 국가정보자원관리원이 전산실 내에 서버와 UPS를 같이 운용하고 있었던 것으로 드러났다. UPS 무정전전원장치는 한전의 전압이 불규칙하기 때문에 전기 공급을 일정하게 하는 역할을 한다. 특히, 배터리가 붙어 있어 정전 상황에서 바로 전기도 공급한다. 대개 20~30분 정도 제 기능을 하고, 이어 바로 전기 발전기가 가동에 들어가 전원을 공급한다. 슈퍼컴퓨터 UPS를 관리하는 KISTI 관계자는 "화재에 대비해 UPS와 발전기, 배터리는 건물 지하에 따로 두는 것이 기본"이라며 "30년 전 쯤 슈퍼컴에도 UPS에서 화재가 났었는데, 따로 둬 슈퍼컴 피해는 없었다"고 설명했다. 27일 오전 10시 30분 현재 유성구 긴급구조통제단과 국가정보자원관리원 측은 랙에서 리튬이온배터리를 분리하는 작업을 지행 중이나, 재발화 위험 등으로 작업 속도가 더딘 상황이다. 국가정보자원관리원과 유성소방소는 27일 오전 10시 14분 2차 브리핑에서 "UPS 리튬이온배터리 이동 작업을 진행하던중 불꽃이 튀며 화재가 발생한 것"이라며 "당초 화재가 난 5층만 기능이 마비됐으나, 냉온풍기가 고장나면서 현재는 2,3,4층 서버 모두를 셧다운 한 상태"라고 말했다. 이날 브리핑은 국가정보자원관리원 이상민 운영기획관, 정광용 시설운영팀장과 김기선 유성구 긴급구조통제단장 등이 나서 진행했다. 이상민 운영기획관은 "리튬이온배터리가 당초에는 불이난 5층 192개 만 피해가 예상됐으나 화재가 확산하며 바로 옆에 붙어 있는 배터리 192개에도 불이 번져 총 384개가 피해를 입었다"고 밝혔다. 화재 근본 원인도 파악됐다. 국가정보자원관리원 측이 서버실에 UPS가 같이 설치돼 있는 구조는 문제라는 인식아래 올해 사업비를 확보하고, UPS 리튬이온배터리를 지하로 옮기는 작업을 진행해 왔다. 국가정보자원관리원 UPS는 모두 6조, 16개 랙, 192개 배터리로 구성돼 있다. 이 가운데 최근 1조는 지하로 안전하게 옮겼고, 화재가 발생한 지난 26일에는 2조 이동 작업이 진행 중이었다. 5층에는 배터리 이동을 지원하는 인력 10여 명이 작업 중이었다. 이들은 우선 전원을 내린뒤 배터리와 케이블 분리 작업을 40여 분간 진행했다. 그러는 와중에 갑자기 배터리에서 불꽃이 튀며 화재가 확산됐다.. 정광용 시설운영팀장은 "배터리는 2010년 도입한 것"이라고 부연설명했다. 이에 앞서 김기선 긴급구조통제단장은 "199명과 장비 64대가 동원됐다"며 "현재 추가 화재에 대비하며, 배연 작업과 배터리 분리 작업을 진행 중"이라고 말했다. 김 단장은 "국가정보자원관리원 서버 보호를 위해 대량 방수를 하지 못하는 상황이어서 전산실 내부 온도가 160도에 달하는 등 소방대원 진입이 어려움이 있었고, 리튬배터리 특성상 열폭주 상황도 살피며 소량의 물로 전산실 내부 냉각 작업을 진행하다보니 시간이 많이 걸리고 있다"고 설명했다. 유성소방소 측은 지난 26일 오후 8시 20분께 첫 화재가 발생한 이후 이날 밤 11시께 5층 전산실 전원 차단 후 화재 진압 및 케이블과 배터리 분리 작업을 진행했으나, 불꽃이 추가로 발생해 작업이 중단됐다고 설명했다. 이후 새벽 3시 20분께 외부 유리창과 안쪽 격벽을 파괴하고 배연작업을 시행했다. 초진은 27일 새벽 6시 30분이나 2시간 10분 뒤인 8시 40분 일부에서 재발화가 진행되기도 했다.

2025.09.27 12:14박희범

국가정보자원관리원 배터리 화재…"데이터 피해 줄이려 물도 못뿌려"

대전 국가정보자원관리원 5층에서 지난 26일 오후 8시 20분께 LG에너지솔루션이 제조사인 리튬이온배터리 폭발로 화재가 발생한 가운데, 유성소방소가 데이터 피해 최소화 때문에 화재 진압에 애를 먹고 있다. 불이 잘 꺼지지 않는 리튬이온배터리 화재인 데다 국가정보자원관리원이 서버 내 데이터 피해를 최소화하기 위해 소화전 물을 최소화 해달라고 요청, 이에 유성소방소 측이 물 사용을 극도로 자제하고 있는 것으로 확인됐다. 리튬이온배터리 화재는 일반적으로 불이 난 배터리를 물속에 완전히 잠기도록 하는 침수 냉각 방식으로 소화한다. 27일 00시 51분 실시한 화재 중간 브리핑에서 유성소방서 측은 "현재 소방인력 91명, 소방차 등 장비 31대를 동원, 현재 화재를 진압 중"이라며 "물로 냉각시켜 진압할 수 있지만, 각종 전산 정보 서버로 인해 피해를 최소화하면서 최소한의 물로만 살포 중"이라고 설명했다. 이어 국가정보자원관리원 김창현 운영 총괄 과장은 "무정전 전원장치(UPS) 내 배터리 전원을 내리는 과정에서 화재가 발생한 것으로 파악 중"이라며 "배터리 이전 작업이 아니라, 이전을 위한 사전 작업으로 배터리 전원을 잠시 내려본 것"이라고 부연 설명했다. 이번에 화재가 발생한 배터리 제조사는 LG에너지솔루션으로 확인됐다. UPS 배터리 팩은 모두 192개로 파악됐다. 김 과장은 피해 규모에 대해 "현재 관리원 업무가 총 647개인데, 정확한 피해 규모는 사건 현장 진입이 안 돼 현재로는 파악이 어렵다"고 말했다. 행정안전부 자료에 따르면, 이번 화재로 정부24, 민원24, 홈택스, 정부 메일 시스템, 국민 신문고 등 총 70개 서비스가 먹통이다. 국가 정보망 백업 시스템과 관련해서 김 과장은 "광주와 대구 등에 백업 데이터가 있지만, 일부"라며 "상세한 것으로 파악한 뒤 얘기하겠다"고 덧붙였다. 또 화재 현장 부상자는 배터리 이전 작업 협력업체 직원인 것으로 파악됐다. 유성소방소 측은 "현재 배터리 팩은 화재가 난지 4시간이나 돼 거의 상당 부분 탔다"며 "연소 확대 저지에 최선을 다하고 있다"고 부연 설명했다. 한편 과학기술정보통신부와 행정안전부는 현재 위기경보 '경계'를 발령했다. 과기정통부는 소관 주요 행정시스템 장애에 대응하는 매뉴얼에 따라 긴급 상황판단 회의를 개최하고, 신속한 대응을 위해 "경계" 단계의 위기경보를 발령헀다. 과기정통부는 또 '위기상황대응본부'를 즉시 소집, 24시간 비상근무체제에 돌입했다.

2025.09.27 02:46박희범

세계 '광물·제련' 中 손아귀에…K-배터리 해법 있나

이재명 정부가 국정과제로 낙점한 '배터리 삼각벨트'는 충북 오창·전북 새만금·경북 포항을 잇는 이차전지 거점을 연결해 우리 국토의 균형 발전과 K-배터리 산업의 글로벌 경쟁력을 강화하겠다는 전략을 담고 있다. 그러나 미국 트럼프 행정부의 불확실한 정책기조와 중국 저가 공세 속에 국내 기업들은 ▲위기 헷징 ▲밸류체인 안정화 ▲차세대 기술 확보라는 생존 과제에 직면해 있다. 지디넷코리아는 정책 공약의 성공 조건과 필요성을 짚어보고, 산업과 지역 현장의 목소리를 총 7편에 걸쳐 담았다. [편집자주] 마다가스카르 암바토비 니켈 광산에 1조 5천억원, 멕시코 볼레오 구리 광산에 또 2조원. 과거 우리나라가 광물 공급망 확보를 위해 쏟아부은 금액 중 일부다. 이런 대규모 투자 프로젝트는 소기의 목적을 달성하지 못하고 실패로 끝났다. 암바토비 광산은 생산 계획이 예상보다 늦어지고 경제성 문제도 극복하지 못하면서 대규모 손실을 초래 중이다. 볼레오 광산 투자도 결국 실패로 끝나 지분 매각이 추진되고 있다. 니켈과 구리는 배터리 산업에서 요긴하게 쓰이는 광물이다. 배터리 산업 강국인 우리나라로선 안정적 수급이 필수다. 그러나 배터리셀과 배터리 소재는 비교적 탄탄한 공급망을 갖췄지만, 제련과 광물 분야는 외부 의존도가 상당해 언제든 곤경에 빠질 수 있다는 지적이 지속돼왔다. 우리나라가 이렇게 수십 년의 시간을 허비하는 동안 전세계 배터리 광물 채광 및 제련소로 거듭난 건 바로 중국이다. 핵심 광물 대부분 과반 이상의 점유율을 확보하며 어떤 나라도 중국 광물 자원에 대한 의존 없인 제조업이 불가한 공급망 구도가 만들어졌다. 최근 우리나라 배터리 기업들의 글로벌 경쟁력이 약화된 데에는 이런 공급망 '기초체력' 격차가 원인이다. 강력한 자국 공급망을 등에 업은 중국 산업계가 압도적인 가격 경쟁력을 내세워 시장 공략에 나선 반면 우리나라로선 이를 막을 무기가 부재했다. 중국의 심기가 불편해질 때마다, 광물 조달이 갑자기 끊길 수 있다는 불안감에 시달리는 일은 덤이다. 배터리를 국가 전략 산업으로 육성하기 위한 조건으로 전체 공급망을 아우르는 지원 정책 필요성이 제기된 배경이다. 따라서 광물 안보전을 대비한 수급 방안을 최대한 운영하고, 산업 특수성을 고려해 재정 지원 정책이 도입돼야 한다는 전문가 의견들이 제기된다. 광물, 제련 분야에서 초격차를 이룬 중국에 대항해 우리나라 기업이 독자적으로 수익성을 확보하기란 사실상 불가능해져서다. 광물 구해도 결국 中 제련 기업에 맡겨야…"광산 투자가 능사 아니다" 중국이 매장량에서 앞선 경우도 있지만, 지금의 입지를 갖출 수 있었던 핵심 무기는 제련이다. 사실상 전세계가 중국에 외주를 맡기는 식이다. 다양한 매장지에서 광물을 채굴하더라도, 제련 작업을 위해선 중국을 거칠 수밖에 없는 게 지금의 상황이다. 배터리 광물 중 이런 구도가 가장 두드러지는 것이 바로 흑연이다. 중국 매장량 자체는 전체에서 28% 비중에 불과하지만, 중간 소재인 구형흑연 제조는 99% 중국에서 이뤄진다. 이렇다 보니 음극재 생산도 결국 중국이 94%를 도맡아 하고 있다. 박재범 포스코경영연구원 수석연구원은 “니켈과 리튬 매장량은 흑연보다도 중국 비중이 낮은데, 중국은 자국 매장량을 최대한 개발하면서도 제련 입지를 극대화할 수 있도록 산업을 육성하는 전략을 취했다”며 “중국산 전기차 보조금 정책으로 자국산 배터리, 그 뒷단에는 중국산 소재를 사용하도록 유도했고 제련 공장에는 무상 토지, 인건비 보조, 환경 인프라 지원 및 규제 유연화, 전력요금 할인 등을 지원했다”고 설명했다. 내수는 키워 규모의 경제 효과를 내고, 제련 기업의 원가는 절감해 중국이 타국 대비 압도적 우위를 갖추게 됐다는 진단이다. 광산 직접 투자는 이런 상황에 대한 근본적 대처가 아닐 뿐더러 대규모 투자금을 필요로 함에도 리스크가 크고, 성과가 나오기까지 소요되는 시간도 상당하다고 지적했다. 박 수석은 “괜찮은 광산 매물은 시장에 잘 나오지도 않는다”며 “투자를 단행하더라도 성과가 나오기까지 10년 이상 시간이 걸리고, 실패할 경우 정치적 부담이 될 수도 있다"고 말했다. 'K-제련' 키우고 한국판 IRA 활용해야 이 때문에 광산 직접 투자보다는 국내 제련 역량을 끌어올리고 정책적 지원을 병행하는 해법이 필요하다는 목소리도 나온다. 정공법 중 하나는 광물 확보에 대한 지원 정책과 함께, 취약한 국내 제련 공급망을 강화하는 것이다. 우리나라 기업이 자력으로 중국 산업에 대항해 생존하기 어렵다는 점에서 투자 및 세액공제와 같은 별도 정책 지원 필요성이 제기된다. 취약 품목은 국내 공급망이 안정화될 때까지 한시적으로 전력 요금을 할인해주는 방안이 대안으로 제시됐다. 박 수석은 “전력요금 할인은 여건상 한전이 직접 지원하기보다 공급망안정화기금을 활용하거나 지역별 전력요금 차등화 등 현실적인 요건을 고려한 정책을 고려할 필요가 있다”며 “광물 개발에 대한 지원은 필요하다면 국가개발협력(ODA) 일부를 활용하는 방식도 가능할 것”이라고 제안했다. 최근 'OBBBA'로 개정된 미국 인플레이션감축법(IRA) 법안도 배터리 전체 밸류체인을 육성하는 차원에서 참고할 만한 정책으로 들었다. 특히, 미국에서 생산 보조금 수급 요건으로 중국산 소재 비중을 제한한 점에 주목했다. 박 수석은 “우리나라에서도 '한국판 IRA'가 거론되고 있는데, 최근 업계가 어려우니 여러 안건들을 한꺼번에 담아 추진하기보다 합의가 되는 내용부터 먼저 법제화됐으면 한다”며 “법인세 직접 환급제와 공급망 안정화 품목 중 국내 생산 보조금이 집중 논의됐으면 하는 바람”이라고 언급했다. 구청모 광해광업공단 핵심광물기획팀장도 “기업들이 가장 많이 요구하는 부분이 생산 보조금”이라며 “기업들이 생산 단가를 맞추지 못해 사업을 하지 않고 있기 때문”이라고 말했다. 자원 안보전 대비 위한 광물 비축·재자원화 전략 필요 궁극적으로는 안정적 비축과 재자원화 체계를 강화해 공급망의 지속가능성을 확보해야 한다는 의견도 뒤따른다. 자원 안보전 대비 차원에서 추진되는 대표적인 정책으로는 핵심광물 비축 기지가 있다. 현재는 광해광업공단이 관리가 필요한 광물들을 약 100일분까지 비축하고 있다. 구청모 팀장은 “최근 중국이 수출 통제 품목에 대해 근무일 기준 45일 정도, 약 두 달을 수출허가 심사 기간으로 두고 있기 때문에 비축 기준량을 100일로 두고 있는 것”이라며 “수급 차질이 발생하면 광물 비축 가격 대비 시장 가격이 훨씬 비싸게 형성되기 때문에, 그 중간 지점 가격으로 수요 기업들에 판매 정책 효과를 냈다”고 설명했다. 국내 광물 생산을 기대하기 어려운 상황에서 폐배터리 핵심광물을 재자원화하는 데 심혈을 기울이는 것도 대응책으로 제기된다. 이에 광해광업공단도 광물 재자원화 산업 육성 사업을 준비 중이다. 구 팀장은 “현재 이같은 산업에 대해 국가 차원의 산업 분류코드도 없는 상태인데 이를 만들고, 체계화할 계획”이라며 “관련 기업들이 필요로 하는 장비나 기술에 대해 일정 금액을 지원해줄 수 있는 사업을 추진하고자 협의 중”이라고 밝혔다. '배터리 삼각벨트를 가다' 글 싣는 순서 ■ 한국판 IRA 왜 필요한가 1-1 인구 7만 읍이 글로벌 허브로…K-배터리 심장 '오창' 가보니 1-2 K-배터리, 한국엔 껍데기만 남을라…"골든타임 놓치지 말아야" ■ 中 저가 공세 맞설 K-밸류체인 갈 길 멀다 2-1 이차전지 전주기 공급망 전진기지 '새만금' 드리운 명과 암 2-2 전세계 '광물·제련' 中 손아귀…K-배터리 해법 있나 2-3 배터리 공급망 없이 에너지 안보도 없다…"탈중국이 경쟁력 관건" ■ 초격차 위한 차세대 배터리 뭉쳐야 산다 3-1 “각자도생 R&D 효율 떨어져…선의의 경쟁속 협력해야” 3-2 차세대 'K배터리' 성패 가를 정책 포인트 두 가지

2025.09.25 15:01김윤희

'리튬메탈전지' 12분 급속충전 방법 찾았다

LG에너지솔루션과 KAIST가 공동으로 연구를 진행하고 있는 FRL 연구팀이 차세대 배터리로 주목받고 있는 리튬메탈전지 충전 속도를 혁신적으로 단축할 수 있는 기술 개발에 성공했다. FRL 연구팀은 4일 1회 충전에 800km 이상 주행, 누적 주행거리 30만km 이상의 수명을 확보하면서 충전 시간을 12분까지 단축할 수 있는 리튬메탈전지 연구 결과를 세계적인 학술지 '네이처에너지'에 게재했다고 밝혔다. 리튬메탈전지는 리튬이온 배터리의 핵심 소재 중 하나인 흑연 음극을 리튬메탈로 대체하는 배터리로, 음극재의 무게와 부피를 크게 줄일 수 있어 에너지 밀도와 주행거리를 대폭 향상시킬 수 있다는 장점이 있다. 실제 리튬메탈전지를 통해 고성능 전기차의 평균 주행거리를 600km에서 800km 이상으로 향상시킬 수 있다. 하지만 수명과 안정성 확보를 어렵게 만드는 '덴드라이트' 문제를 해결해야 하는 기술적 어려움이 존재해왔다. 덴드라이트 현상은 급속 충전 시 더욱 심각하게 발생해 배터리의 내부 단락을 유발할 수 있어, 급속 충전 조건에서 재충전 가능한 리튬메탈전지의 구현이 어려웠다. FRL 공동연구팀은 급속 충전 시 덴드라이트 형성의 근본적 원인이 리튬메탈 표면에서의 불균일한 계면 응집 반응 때문임을 규명하고, 이 문제를 해결할 수 있는 응집 억제형 신규 액체 전해액을 세계 최초로 개발했다. 신규 액체 전해액은 리튬 이온(Li⁺)과의 결합력이 약한 음이온 구조를 활용해 리튬 계면 상의 불균일성을 최소화하며, 급속 충전 시에도 덴드라이트 성장을 효과적으로 억제할 수 있다. 이 기술은 높은 에너지 밀도를 유지하면서도 기존 리튬메탈전지 한계로 지적되던 느린 충전 속도 문제를 극복, 급속 충전에서도 안정적인 구동을 가능하게 한다. LG에너지솔루션은 이를 통해 충전 속도를 12분까지 단축할 수 있어 리튬메탈전지의 상용화를 한층 앞당길 수 있을 것으로 기대했다. 김제영 LG에너지솔루션 최고기술책임자(CTO) 전무는 "LG에너지솔루션과 KAIST가 FRL을 통해 이어온 지난 4년간의 협력이 유의미한 성과를 창출하고 있다”며 “앞으로도 산학 협력을 더욱 강화하여 기술적인 난제를 해결하고 차세대 배터리의 분야에서도 최고의 성과를 창출해 나가겠다."고 말했다. 김희탁 KAIST 생명화학공학과 교수는 “이번 연구는 계면 구조에 대한 이해를 통해 리튬메탈전지의 기술적 난제를 돌파하는 핵심 토대가 되었고 리튬메탈전지가 전기차에 도입되기 위한 가장 큰 장벽을 넘어섰다”라고 평가했다.

2025.09.04 08:53김윤희

"전기차 배터리, 리튬 20%만 쓰고 폐기"…재활용 대책은

호주 연구진이 폐기된 리튬이온배터리에 여전히 많은 전력이 남아 있다는 사실을 발견했다고 과학전문매체 라이브사이언스가 최근 보도했다. 호주 에디스 코완대학(ECU) 연구진에 따르면, 전기차에 사용되는 리튬이온배터리는 용량 20% 가량만 사용한 뒤 폐기되는 것으로 나타났다. 전기차용 리튬이온배터리는 성능이 80% 이하로 떨어지면 교체 대상이 되기 때문이다. 교체 대상 배터리는 전기차를 움직이기에는 부족하지만 용량 약 80%를 그대로 유지하고 있는 셈이다. ECU 연구진은 리튬 채굴 방식과 버려진 배터리에서 리튬을 추출하는 방식을 비교한 연구 논문을 발표했다. 연구 결과에 따르면, 채굴하는 방식과 비교했을 때 폐 배터리를 재활용할 경우 탄소 배출량은 61%, 에너지 사용량은 83%, 물 사용량이 79% 감소하는 것으로 조사됐다. 연구진은 버려진 배터리를 재활용해 일자리 창출 및 폐기물 감소와 같은 사회적, 경제적 이점을 가져올 수 있다고 제안했다. ECU 박사후 연구원이자 해당 연구 주저자인 아사드 알리는 "폐 배터리를 재활용하면 이미 순도 99%에 가깝게 정제되어 남아 있는 리튬에 접근할 수 있을 뿐만 아니라, 배터리에서 니켈과 코발트도 회수할 수 있다"고 밝혔다. 연구진들은 많은 배터리가 사용되지 않고 방치되어 있으며, 이 폐기물이 계속 늘어날 것이라고 지적했다. 전 세계 리튬 이온 배터리 시장은 매년 13%씩 성장할 것으로 예상되며, 2026년까지 리튬 수요는 약 1천600㏏(킬로톤)에 달할 것으로 예상된다. 호주 정부 보고서에 따르면, 배터리 폐기물은 연간 13만 7천t(톤)에 달할 것으로 예상된다. 아사디 알리는 "채굴은 리튬 1t당 최대 37%의 이산화탄소를 배출한다. 재활용 공정은 채굴보다 탄소 배출량을 최대 61% 줄이고, 에너지는 83%, 용수는 79% 적게 사용한다"고 설명했다. 리튬이온배터리를 재활용하는 이점은 분명하나 연구진은 이를 위해 몇 가지 해결해야 할 과제가 있다고 강조했다. "혁신 속도가 정책 개발 속도를 크게 앞지르고 있으며, 배터리의 화학적 구성도 끊임없이 변화하기 때문에 배터리 재활용이 더욱 복잡해지고 있다"는 게 연구진의 설명이다. 하지만, 폐배터리 재활용은 수익성 있는 옵션처럼 보이며, 현재 세계 여러 곳에서 해당 기술을 적극적으로 개발하고 있다. 벨기에 배터리업체 유미코어(Umicore)와 미국 레드우드 머티리얼즈(Redwood Materials) 같은 기업들은 이미 전기차 배터리 재활용 기술을 선도하고 있으며, CATL 같은 중국 업체들은 중국에 재활용 공장을 건설하여 새 배터리용 소재를 재활용하고 있다.

2025.08.21 16:14이정현

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

"'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

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

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