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'분리막'통합검색 결과 입니다. (42건)

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ETRI, 폭발없는 차세대 전고체이차전지 상용화 "코앞"

폭발 위험없는 전고체이차전지 핵심기술이 개발됐다. 전고체이차전지는 리튬이온전지를 대체할 차세대 전지로 주목 받는다. 한국전자통신연구원(ETRI)은 제조 공정이 간단하면서도 얇고 견고한 고체 전해질막을 개발했다고 16일 밝혔다. 연구성과는 에너지 소재 분야 국제 학술지인 '스몰'지 온라인에 지난해 말, 표지논문으로 게재됐다. 일반적인 전고체 이차전지에는 막 내구성을 높이기 위해 두께가 수백 ㎛에서 1㎜까지 두껍게 사용한다. 그러나 이 같이 두껍게 제조할 경우 에너지 밀도 손실이 크게 발생한다. 연구진은 이 문제를 해결하기 위해 기계적인 힘을 가할 때(전단) 쉽게 섬유화하는 바인더 소재를 기반으로 용매를 쓰지 않는 건식공정으로 초박막형 고체전해질막을 제작했다. 분리막 두께는 기존에 상용화된 리튬이온전지(10~20㎛) 범주에 들어가는 18㎛다. 연구진은 "셀 부피를 대폭 감소시켜 고에너지밀도 및 고성능을 구현했다"며 "1㎜ 두께의 후막형 고체전해질막 대비 최대 10배 이상 에너지 밀도를 높인 셈"이라고 설명했다. 연구진은 충·방전 간 이온전달속도를 향상시킬 경우 동시에 셀 부피 및 무게를 대폭 줄일 수 있어 고에너지 밀도를 갖는 전고체 이차전지 개발이 가능할 것으로 예상했다. 연구진은 또 바인더 소재의 분자량과 견고하게 얽힘 정도 간 상관관계를 규명하고, 공정 표준도 제시했다. 특히,고분자 바인더의 분자량과 섬유화시 얽힘 정도의 상관관계를 구조 분석을 통해 정량화했다. 전단 과정에서 공정 온도 및 시간을 최적화해 최대 98%의 고분자 바인더 섬유화를 유도, 강한 얽힘 구조의 바인더 네트워크를 형성시켰다. 스마트소재연구실 박영삼 박사는 “가격경쟁력을 갖춘 전고체 이차전지 상용화 가능성이 높을 것"으로 내다봤다. 연구책임자인 스마트소재연구실 신동옥 박사는 "그동안 난제였던 고체전해질막의 초박막화를 간단하고 빠른 공정으로 해결한 것"이라며 "초박막 고체전해질막이 적용된 파우치형 셀을 제조, 안정적인 충·방전 결과도 확인했다"고 말했다. 신 박사는 또 "실험실에서 연구하는 고체전해질막 두께는 보통 500㎛ 수준"이라며 "그런 의미에서 보면 이번에 공개한 18㎛는 상용화가 가능한 두께"라고 덧붙였다. ETRI는 이번 연구결과를 바탕으로 이온전도 성능 향상 및 전극과의 안정적인 계면 제어를 위한 연구를 진행할 예정이다. 이 연구는 ETRI 신동옥 박사와 박영삼 박사가 교신저자로, UST 윤석윤 석·박통합과정생이 1저자로 참여했다. ETRI 자체 사업과 산업통상자원부, 국가과학기술연구회 지원을 받았다.

2025.01.16 10:46박희범 기자

분리막 공장, 2035년 두 배로…"공급 과잉 심화 전망"

글로벌 분리막 생산능력(CAPA)이 지난해 기준 486억m²에서 2035년 약 995억m²로 두 배 이상 증가할 것으로 전망됐다. 폭발적인 성장세는 시장의 과잉 공급 문제를 심화시킬 가능성이 커 업계의 우려를 낳고 있다. 시장조사업체 SNE리서치는 13일 '2025 리튬이차전지 분리막 기술동향 및 시장전망' 보고서에서 글로벌 리튬이차전지 분리막 시장이 2020년 약 39억㎡(2조 6천억원)에서 2035년 599억㎡(19조원)로 연 평균 12% 이상의 성장을 기록할 것이라고 전망했다. 전기차 보급 확대와 에너지저장장치(ESS) 수요 증가에 따른 전망이다. 특히 고성능 배터리에 대한 요구가 분리막 기술 혁신의 촉매제로 작용하고 있다. 동시에 주요 제조업체들은 전고체 배터리와 같은 차세대 배터리 기술에 적합한 분리막 개발에 박차를 가하고 있다. 그러나 수요 증가에 비해 시장 규모의 성장률은 상대적으로 둔화될 전망이며, 이는 기술혁신과 생산경쟁 심화로 인해 분리막 단가가 지속적으로 하락하고 있기 때문이다. 특히, 중국 업체들의 대규모 증설이 이런 흐름을 주도하고 있다. 상해은첩, 성원재질, 시노마와 같은 주요 중국 제조사들은 공격적인 CAPA 확장을 통해 글로벌 CAPA의 상당 부분을 차지하고 있다. CAPA뿐만 아니라 출하량에서도 중국 업체가 시장의 대부분을 점유하고 있다. 지난해 기준 중국 업체의 분리막 출하량은 약 75%로 조사됐다. 상해은첩은 5년 연속 점유율 1위를 유지하며 독주 체제를 강화하고 있다. 결과적으로 가격 경쟁은 더욱 치열해지고 제조사 간 수익성 악화 가능성이 높아지고 있다는 분석이다. 한국 분리막 업계는 이로 인해 어려움을 겪고 있다. 이를 극복하기 위해 신규 ESS 시장과 북미 시장을 선점하고 기회를 찾고자 노력 중인 것으로 나타났다. SKIET는 글로벌 거점 확충을 통해 경쟁력을 강화하고 있다. 지난해 기준 SKIET의 총 생산능력은 약 18억7천m²이며, 국내외에서 전략적인 증설을 지속하고 있다. 유럽에서는 폴란드 공장이 풀 가동을 앞두고 있으며, 약 1억5천400m²의 CAPA를 통해 유럽 전기차 시장 공략을 강화할 예정이다. SKIET는 미국 인플레이션감축법(IRA)에 대응해 북미 진출을 검토하겠다고 밝힌 바 있다. 북미 진출이 확정될 경우 오는 2027년까지 분리막 공장 건설을 마무리하고, 2028년 상업 생산에 돌입한다는 목표다. WCP는 현재 충주에 6개 생산라인을 운영 중이다. 생산능력은 연산 8억2천만㎡ 규모다. 물량 대부분을 삼성SDI에 공급한다. 7, 8 라인이 가동하면 3억1천만㎡가 추가돼 총 생산능력은 11억3천만㎡로 늘어난다. 해외 거점은 올해까지 헝가리에 연간 12억㎡의 분리막 생산라인과 코팅라인 설비 구축을 완료할 계획이며, 2026년 양산 목표다. 북미 양산 시점은 IRA 법이 유지된다는 전제 하에 2029년을 목표로 잡고 있다.

2025.01.13 09:45김윤희 기자

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