• ZDNet USA
  • ZDNet China
  • ZDNet Japan
  • English
  • 지디넷 웨비나
뉴스
  • 최신뉴스
  • 방송/통신
  • 컴퓨팅
  • 홈&모바일
  • 인터넷
  • 반도체/디스플레이
  • 카테크
  • 헬스케어
  • 게임
  • 중기&스타트업
  • 유통
  • 금융
  • 과학
  • 디지털경제
  • 취업/HR/교육
  • 인터뷰
  • 인사•부음
  • 글로벌뉴스
창간특집
인공지능
배터리
컨퍼런스
칼럼•연재
포토•영상

ZDNet 검색 페이지

'이온'통합검색 결과 입니다. (74건)

  • 태그
    • 제목
    • 제목 + 내용
    • 작성자
    • 태그
  • 기간
    • 3개월
    • 1년
    • 1년 이전

LFP 이제 양산하는데...中, 소듐배터리 출시 예고에 韓 설왕설래

세계 최대 배터리 제조사인 중국 CATL이 리튬인산철(LFP)에 준하는 에너지 밀도의 소듐(나트륨)이온 배터리 출시를 예고하면서 업계 관심이 집중되고 있다. 소듐이온 배터리는 판가도 LFP 대비 10~20% 낮게 형성될 것으로 관측된다. 화재 안전성, 저온 환경에서의 성능 보호도 우세하다. 장기적으로 중저가 전기차 배터리 시장에서도 승산이 있다는 전망이다. 현재 대세인 LFP 배터리 시장에 뒤늦게 진입하려는 국내 기업들에겐 또 다른 경쟁 변수로 평가된다. 국내 기업들은 빨라도 올해 말에야 전기차용 LFP 배터리를 공급할 계획이다. 수 년을 투자해 LFP 배터리 양산을 준비해왔는데, 시장 흐름이 다시 소듐이온 배터리로 급변할 가능성이 대두된 것이다. 30일 업계에선 이와 관련 다양한 의견이 제기되고 있다. "전기차 시장 경쟁력 충분"vs"LFP 성능 우세 이어질 것" 우선 CATL의 신제품을 시작으로, 소듐이온 배터리가 저가 전기차 시장에 보급될 것이란 관측이 나왔다. 배터리 업계 전문가는 “소듐이온 배터리로 CATL이 발표한 kg당 175Wh 정도의 에너지 밀도 구현은 충분히 가능하다고 봤기 때문에 내용에 과장은 없어 보인다”며 “저가 전기차용 배터리 시장에선 충분히 LFP의 경쟁 상대가 될 것”이라고 평가했다. 새로운 형태의 배터리가 등장하는 것인 만큼 소재 공급망의 안정성도 관건이다. 이에 대해서도 중국 내에선 충분히 준비가 됐을 것으로 분석했다. 이 관계자는 “중국 내에선 이미 CATL뿐 아니라 ESS, 전기차 등에 소듐이온 배터리를 접목한 사례가 있다”며 “중국 내로 한정해서 본다면 양극재, 음극재, 전해질 등 필요한 소재 공급망도 갖춰져 있는 상황”이라고 분석했다. 전기차 시장은 현재 초기 보급 단계를 지나 가격 경쟁력을 중심으로 경쟁하는 구도다. 전기차 OEM들이 특히 개발도상국 시장을 염두해 가격이 저렴한 소듐이온 배터리에 주목할 것이란 전망도 나온다. 배터리 업계 관계자는 “브랜드 가치 보호를 고려하는 OEM이라면 가성비 대명사인 소듐 배터리 탑재 차량만을 내세우긴 어려울 것”이라고 예상했다. 최근 국내에서 화재가 발생한 벤츠 전기차 배터리가 비주류 업체인 파라시스로 밝혀져 여론 역풍에 부딪힌 점을 거론했다. 향후 배터리 제조사와 성능이 전기차의 브랜드 가치를 상당히 좌우할 것이란 관점이다. 그러면서 “저가 모델을 요구하는 인도, 파키스탄, 방글라데시 등 시장에선 주행거리가 다소 부족하더라도 가격을 더 낮출 수 있는 소듐이온 배터리 기반 전기차 수요가 활성화될 것”이라며 “장기적으로 배터리 조성에 따른 소구 대상도 세분화될 것”이라고 점쳤다. 소듐이온 배터리가 LFP 배터리만큼 폭넓게 보급되긴 어려울 것이란 의견도 있다. 배터리 수명이나 에너지 밀도 경쟁에서 열세 등이 한계로 꼽혔다. LFP 또한 기술 혁신이 지속되는 만큼 상대적인 성능 우위를 가져갈 것이란 전망이다. 업계 다른 전문가는 “소듐이온 배터리는 ESS나 초소형 EV 등 제한적인 사용처를 확보할 것”이라며, 성능 한계가 여전히 존재한다고 봤다. 이어 “소듐이 리튬이온 배터리 대비 전압이 낮아 상대적으로 안전하지만 화재 가능성이 0%는 아니다”라고 말했다. LFP 한참 늦은 韓, 소듐 배터리도 뒤쫓는 입장 국내 배터리 기업들도 소듐이온 배터리 연구개발(R&D)를 병행하고 있다. 다만 아직은 R&D 단계로, 상용화를 적극 추진하는 기업은 없다. 배터리셀 기업들이 양산을 계획하지 않고 있는 만큼 소재 단에서도 공급망이 사실상 부재한 상황이다. CATL의 소듐이온 배터리가 득세할 경우 결국 LFP 배터리 시장을 진입하는 우리나라 업계에 불리하게 작용할 수 있다는 지적이 나온다. 배터리 업계 전문가는 “소듐이온 배터리 에너지 밀도는 kg당 200Wh 선까지도 향상될 수 있을 것”이라며 “우리나라 기업들이 LFP도 발등에 불 떨어진 상황에서 준비하고 있는데 CATL이 한 발 앞서 소듐이온 배터리를 출시하게 됐다”고 우려했다. 지난 21일 CATL은 자체 행사 '테크데이'에서 2세대 소듐이온 배터리를 공개하고 전기트럭용 제품은 6월, 전기승용차용 제품은 12월께 출시한다고 밝혔다. 배터리 에너지 밀도는 kg당 175Wh로 밝혔다. 1회 충전 시 주행거리는 500km, 충전 지원 횟수는 1만회 이상이라고 소개했다. 특히 영하 40도에서도 사용 가능 전력의 90%를 유지하는 등 성능 저하가 미미했다. LFP 배터리의 경우 삼원계 배터리 대비 에너지 밀도가 낮은 편인데, 영하의 저온 환경에선 배터리 성능이 더욱 저하된다는 점이 한계로 지적돼왔다. 이와 달리 소듐이온 배터리는 혹한에서도 주행거리 확보 및 배터리 충전 측면에서 애로사항을 덜어낼 수 있다.

2025.04.30 10:25김윤희

CATL, 올해 '나트륨' 전기차 배터리 출시…"영하 40도서도 사용"

세계 최대 배터리 기업인 중국 CATL이 전기차용 나트륨 배터리 신제품을 올해 출시한다. 영하 40도의 저온 환경에서도 성능을 거의 유지하는 등 기존 리튬이온 배터리의 단점도 극복했다고 강조했다. CNEV포스트 등 외신에 따르면 21일(현지시간) CATL은 중국 상하이에서 개최한 '테크데이' 행사에서 나트륨(소듐)이온 배터리 '나스트라'를 공개하고 전기승용차용 제품과 전기트럭용 제품을 각각 오는 12월과 6월 출시할 계획이라고 발표했다. 전기승용차용 배터리의 에너지 밀도는 리튬인산철(LFP)와 유사한 수준인 kg당 175Wh로, 일반적인 나트륨이온 배터리의 성능 한계를 극복했다는 평가다. CATL이 지난 2021년 7월 출시한 1세대 나트륨이온 배터리의 경우 kg당 160Wh의 에너지 밀도를 지원했다. 1회 충전 시 주행거리는 500km로 1만회 이상 충전이 가능하다고 소개했다. 전기 트럭용 배터리는 수명 8년 이상에 총 수명 주기 비용을 61% 절감했다고 밝혔다. CATL은 나트륨이온 배터리가 영하 40도에서 상온 70도까지 환경에서 사용할 수 있다고 강조했다. 영하 40도에서도 사용 가능 전력의 90%를 유지하는 등 성능 저하가 거의 나타나지 않았다는 것이다. 배터리 잔량 10%일 때에도 영하 40도 환경에서 전력 저하가 크지 않았다고 했다. 이날 회사는 1회 충전 시 주행거리 800km까지 달리는 LFP 전기차 배터리 '쉔싱 수퍼패스트 차징' 2세대 제품도 공개했다. 쉔싱 2세대는 배터리 잔량 5%에서 80%까지 충전하기까지 15분이 소요된다. 영하 10도의 저온 환경에서도 이같은 성능을 유지한다. 초당 주행거리 2.5km를 충전하는 셈이다. 충전 속도는 12C, 충전 전력은 1.3MW까지 지원하는데 MW급 충전소 이용 시 5분 충전에 주행 거리를 520km까지 확보할 수 있다. 또한 저충전 상태에서도 에너지 출력 830kW를 유지한다고 밝혔다. CATL은 2023년 8월 1세대 쉔싱을 출시하고 1년 8개월만에 2세대 쉔싱을 출시했다. 1세대 쉔싱의 경우 충전 속도 4C를 지원하고, 10분 충전에 주행거리 400km를 확보할 수 있었다. 이날 CATL은 LFP와 니켈코발트망간(NCM) 배터리팩을 결합한 제품 '프리보이 듀얼 파워 배터리'도 선보였다. 이 제품은 배터리팩 하나는 일상 주행, 다른 하나는 장거리 주행 시 사용되는 식으로 작동한다. CATL은 이 배터리에 자체 형성(self-forming) 음극 기술을 접목해 에너지 밀도를 60% 높였고, 이에 따라 충전 당 주행거리 1천500km 이상을 지원할 수 있다고 소개했다. 충전 속도는 12C, 충전 전력 1MW 이상을 지원하며 배터리 잔량이 20% 수준으로 낮아져도 600kW 이상의 전력을 출력할 수 있다고 밝혔다. 프리보이 듀얼 파워 배터리 출시 시점은 밝히지 않았다.

2025.04.22 09:47김윤희

고체 내에서 액체처럼 흐르는 수소이온…수전해 실현되나

친환경 이차전지나 연료전지, 수전해 기술 실현 가능성이 한층 가까워졌다. 한-일 연구진이 수소를 음이온 상태로 만들어 액체저럼 빠르게 이동시키는 기술을 개발했다. 다만, 학술적인 가치는 큰 반면 산업 적용까지는 험난한 여정이 남았다. 광주과학기술원(GIST, 총장 임기철)은 화학과 김상륜 교수(에너지융합대학원 겸임) 연구팀이 한국원자력연구원 및 일본 도쿄과학대학과 공동으로 고체 내 수소음이온의 전도 속도를 기존대비 1천 배 이상 높이는데 성공했다고 말했다. 이 연구는 기존의 리튬이온전지나 전고체전지와는 전혀 다른 방식의 에너지 이동 기술로, 수소음이온(H⁻)을 활용한 친환경 이차전지, 연료전지, 수전해 기술의 실현 가능성을 한층 끌어올렸다는 점에서 가치가 크다는 것이 연구를 책임진 김상륜 교수 얘기다. 연구진은 이 연구에서 분자성 착이온을 활용했다. 착이온은 중심 원자에 여러 개의 분자 또는 이온이 붙어 있는 구조를 말한다. 전하를 띤 다원자 이온이다. 연구에서는 BH4⁻ (수소화붕소 음이온)을 사용했다. 이를 페로브스카이트 구조의 결정 내에 수소음이온과 함께 배치한 것. 페로브스카이드 구조는 광석과 같은 결정구조다. 원자 수준에서 이들의 상호작용을 분석한 결과, 착이온의 고환원성(전자를 내주는 성질)에 의해 수소음이온이 안정화될 뿐 아니라, 착이온의 정전기적 상호작용이 약한 영역에서는 낮은 에너지 장벽이 형성돼 수소음이온이 보다 쉽게 이동할 수 있다는 것을 확인했다. 연구진은 보다 정밀한 분석을 위해 중성자 회절 실험을 진행한 결과도 공개했다. 중성자를 물질에 쏘아 원자에 부딪혀 반사되는 패턴을 분석해보니, 착이온과 수소이온이 단일상(균일한 결정구조)으로 안정적으로 유지되는 것을 밝혀냈다. 김상륜 교수는 "MEM(맥시멈 엔트로피 방식) 분석으로 착이온이 주변 이온들과 비대칭적으로 상호작용하며 제자리에 고정되어 있다는 것도 확인했다"며 "착이온이 없는 기존 구조와 비교했을 때, 수소음이온의 이온전도도가 무려 1천배 이상 증가했다"고 설명했다. 김 교수는 “세계 처음 착이온에 의한 수소음이온 전도를 구현한 사례"라며 "다만, 상용화하려면 이 기술 구현 온도를 현재의 100도에서 실온 수준으로 낮춰야하고, 기존 양산체제를 모두 바꿔 새로 시스템을 갖춰야하는 어려움이 있다"고 말했다. 연구는 석박사통합과정 김태현·김태승·이태경 연구원이 공동 주저자로 참여했다. 연구결과는 화학분야 국제학술지(Journal of the American Chemical Society)에 지난 17일 온라인으로 게재됐다.

2025.04.21 18:46박희범

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

현존 최고 성능 세라믹 전해전지 개발…이산화탄소 분해 성능 50%향상

지구 온난화의 골칫거리인 '이산화탄소'를 '일산화탄소'로 전환하는 고성능 세라믹 전해전지(SOEC)가 개발됐다. KAIST(총장 이광형)는 기계공학과 이강택 교수 연구팀이 신소재 세라믹 나노 복합섬유를 이용해 현존 최고 성능의 이산화탄소 분해 성능을 갖는 세라믹 전해전지를 개발하는 데 성공했다고 1일 밝혔다. 연구진은 "이를 이용한 이산화탄소 분해 성능은 기존대비 50% 향상했다"고 설명했다. SOEC는 이산화탄소를 가치 있는 화학물질로 전환할 수 있는 유망한 에너지 변환 기술이다. 하지만 기존 세라믹 전해전지는 작동 온도가 800℃ 이상이다. 유지 비용이 크고 안정성이 낮아 상용화에 한계가 있다. 연구팀은 전기가 잘 통하는 '초이온전도체' 소재를 기존 전극에 함께 섞어 만든 '복합 나노섬유 전극'을 개발했다. 나노섬유 두께를 약 45% 줄이고, 전극을 머리카락보다 1천배 가는 두께(100나노미터)로 제작했다. 연구팀은 "전기분해 반응이 일어나는 면적을 극대화했다"며 "이를 통해 세라믹 전해전지의 작동 온도를 낮추는 동시에 이산화탄소 분해 성능을 약 50% 향상시키는데 성공했다"고 말했다. 복합 나노섬유가 적용된 세라믹 전해전지는 기존에 보고된 소자 중 가장 높은 세계 최고 수준의 이산화탄소 분해 성능(700℃에서 1.25 A/cm2)을 기록했다. 300시간의 장기 구동에도 안정적인 전압을 유지했다. 이강택 교수는 “이산화탄소 저감뿐만 아니라 그린수소 및 친환경 전력 생산과 같은 다양한 차세대 에너지 변환 소자의 개발에 있어 선도적인 기술이 될 것”이라고 말했다. KAIST 기계공학과 김민정 석사, 김형근 박사과정, 아크롬존 석사가 공동 제 1 저자로 참여했다. 한국지질지원연구원 정인철 박사, KAIST 기계공학과 오세은 박사과정, 윤가영 석사과정이 공동저자로 연구를 수행했다. 연구결과는 촉매·재료 분야 국제학술지 '어플라이드 카탈리시스 B: 환경과 에너지' 3월 3일 온라인 게재됐다.

2025.04.01 08:29박희범

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

스탠다드에너지, 타임지 선정 '그린테크' 기업 선정

바나듐이온배터리(VIB) 전문 기업 스탠다드에너지는 미국 주간지 타임과 데이터 기업 스태티스타가 발표한 '2025년 세계 최고의 그린테크 기업'에 선정됐다고 27일 밝혔다. 올해 처음 선정된 이번 명단에는 평가 대상이 된 약 8천여개 기업 가운데 상위 250개 기업이 선정됐다. 선정된 기업에는 구글 등에서 총 13억 달러 규모의 투자를 유치한 핵 융합 기술 기업 TAE테크놀로지스(미국) 외 블랙록, 유럽연합(EU) 등에 투자를 받아 유럽 전역의 고속도로에 전기차 초급속 충전소를 구축하고 있는 아이오니티(독일), 마이크로소프트 창업자인 빌 게이츠에게 투자를 받은 것으로 유명한 에너지저장장치(ESS) 기업 폼에너지(미국) 등 글로벌 투자 시장에서 1조원 이상 투자를 유치한 것으로 알려진 그린테크 선도 기업들이 이름을 올렸다. 타임과 스태티스타는 환경에 대한 긍정적인 영향, 재무적 강점, 혁신성 등을 평가해 대상 기업을 선정했다. 이를 위해 평가 대상 회사의 제품 및 서비스의 포트폴리오, 연례 보고서 및 온라인 상 공개 출처에서 확인된 재무 데이터, 회사가 보유한 지적재산권의 가치를 분석했다. 스탠다드에너지는 기후위기 극복을 위한 재생에너지 확대는 ESS를 통한 안정화 없이는 불가능하다고 강조했다. 지난해 국제에너지기구(IEA)도 2030년까지 재생에너지 발전량을 2023년 대비 3배 확충하려면 ESS를 6배로 확대해야 한다고 전망한 바 있다. VIB는 화학 특성상 발화 위험성이 없어 인구 밀집 지역이나 실내에도 설치가 가능하고, 고효율과 고출력을 지원해 ESS가 필요한 다양한 상황에도 적용할 수 있다. 이런 점이 이번 평가에 반영됐다는 설명이다. 특히 전력 수요 부문에서 에너지 효율을 극대화하기 위해서는 ESS가 수요처에 인접해 설치될 수밖에 없어, VIB ESS가 기여할 수 있는 분야는 더욱 넓어질 것이라고 봤다. 김부기 스탠다드에너지 대표는 “올해 초 CES 2025에서 에너지 타일이 혁신상을 수상한데 이어, 이번에 타임지가 발표한 최고의 그린테크 기업에 선정돼 기쁘다”면서 “세계 시장에서도 VIB 기술에 대한 높은 기대를 보여주는 것으로 큰 책임감도 느낀다”고 언급했다. 아울러 “한국을 대표하는 그린테크 기업을 넘어 세계의 대표적인 그린테크 기업이 될 수 있도록 정진해 나갈 것”이라고 포부를 밝혔다.

2025.03.27 08:58김윤희

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

LG엔솔, '46파이·미드니켈·ESS' 배터리 신제품 공개

LG에너지솔루션은 5일 국내 최대 배터리 산업 전문 전시회 '인터배터리 2025'에 참가해 혁신 기술을 공개했다고 밝혔다. LG에너지솔루션 부스 중앙에선 '인터배터리 어워즈' 수상작 '원통형 46시리즈(지름 46mm) 배터리와 CAS(Cell Array Structure) 기술이 소개됐다. LG에너지솔루션의 원통형 46시리즈 배터리는 기존 2170 배터리보다 최소 5배 이상의 에너지 밀도를 제공하며 차세대 배터리 기술을 적용해 에너지 효율성도 높였다. 특히 고효율의 환기 방향 제어 기술로 안전성도 강화했다. CAS 기술은 46시리즈 배터리의 성능을 극대화하고 안전성을 강화하는 배터리 팩 솔루션이다. 고도화된 냉각 효율과 열 폭주 방지 성능을 제공하며 구조 강성을 강화하고 팩·모듈 조립 시 발생할 수 있는 뒤틀림을 방지한다. 셀을 수직 또는 수평 모든 방향으로 유연하게 적층할 수 있어 다양한 형태의 배터리 팩 설계도 가능하다. 파우치형 리튬인산철(LFP) 셀투팩(CTP) 셀 유닛과 고전압 미드니켈 배터리도 전시된다. CTP는 기존 MTP(Module-to-Pack) 방식 대비 부품 수를 줄여 공정 간소화 및 팩 단위 에너지 밀도 극대화 등 장점이 있다. 고전압 미드니켈 셀은 전압 범위를 4.4V까지 확대해 에너지를 높이고 단가를 낮춘 제품으로 연내 양산될 전망이다. 앱테라 모터스의 태양광 3륜 차량과 포르쉐 타이칸 터보 모델도 전시됐다. 두 모델 모두 LG에너지솔루션 배터리가 탑재됐다. 앱테라 모터스 차량은 한 번 충전으로 최대 643km를 주행할 수 있다. 친환경 신재생 에너지원을 사용하기 때문에 운영 비용 절감 효과도 크다. 고성능 전기 스포츠카인 포르쉐 타이칸 터보는 LG에너지솔루션의 하이니켈 양극재, 실리콘 음극재가 적용된 파우치형 배터리가 장착됐다.최대 505km의 주행거리를 자랑하며 800V DC 기반 10~80%를 18분 내에 충전할 수 있다. 전기차 외 로봇, 선박, UAM, 인공위성 등 다양한 배터리 애플리케이션과, 내달 양산을 앞둔 에너지저장장치(ESS)용 2세대 JF2 셀이 장착된 전력망용 시스템 JF2 DC-링크 등도 전시됐다. AVEL의 재생 에너지 전력망 통합 관리 사업과 사내 독립 기업인 쿠루의 전기 이륜차용 배터리 교환 스테이션(BSS) 사업도 선보였다. 이번 전시회에서는 LG에너지솔루션 원통형 배터리가 탑재된 네이버랩스의 자율주행 서비스 로봇 '루키'도 전시됐다. LG에너지솔루션의 배터리 기술과 네이버랩스의 인공지능(AI)·클라우드·로봇 기술이 결합돼 장애물을 인식하고 커피나 택배 등의 물품을 안전하게 배송할 수 있다. LG에너지솔루션은 배터리 제조뿐만 아닌 관리, 차세대 전지 등 다양한 미래 기술을 선보였다. 이번 인터배터리 어워즈 수상작 중 하나인 비라이프케어는 배터리 상태를 진단하고, 운행 및 충전 습관에 대한 맞춤형 가이드를 제공해 배터리의 올바른 사용과 관리를 돕는 서비스다. 소듐이온·바이폴라 배터리도 최초로 공개했다. 소듐이온 배터리는 리튬 대비 원료가 풍부하고 가격이 저렴해 가격 경쟁력이 높으며, 저온 환경에서도 안정적인 성능을 발휘해 극한 기후에서도 안정적 작동이 가능하다는 장점이 있다. 알루미늄을 양극·음극 집전체로 활용하는 등 원가 절감 효과와, 지속가능성 면에서도 이상적으로 평가받고 있다. 바이폴라 배터리는 기존 배터리 구조 대비 전류 전달 경로를 최적화해 내부 저항을 줄이고 출력과 에너지 밀도를 향상시킨 차세대 배터리 기술이다. 바이폴라 구조는 전극과 전극 사이에 직접 연결된 설계로 전류 이동 거리를 단축, 내부 저항을 크게 감소시켜 고출력 특성을 구현한다. 이는 차세대 전기차 및 산업용 배터리 시장을 겨냥한 기술로 주목받고 있다. 지속가능성 존에서는 배터리 순환 생태계를 비롯해 100% 리사이클링으로 만든 코발트 양극재와 폐분리막을 활용해 소형 크로스백과 파우치 등을 만든 제품을 선보였다. LG에너지솔루션 관계자는 “이번 전시회를 통해 LG에너지솔루션의 도전과 혁신을 바탕으로 최고의 배터리 기술을 선보였다”며 “고객 가치 실현과 지속 가능한 미래를 위해 앞으로도 업계의 기대를 뛰어넘는 기술을 개발해 나갈 것”이라고 밝혔다.

2025.03.05 12:56김윤희

인테이크, 제로 이온음료 '슈가로로 이온플러스' 출시

인테이크(대표 한녹엽)는 자사 제로 슈가 전문 브랜드 슈가로로가 제로 이온음료 '슈가로로 이온플러스'를 출시했다고 25일 밝혔다. 슈가로로 이온플러스는 설탕과 칼로리 걱정없이 충분한 수분을 섭취할 수 있는 무설탕, 무열량 이온음료다. 인테이크는 야외 활동이 늘어나는 시기를 앞두고, 무설탕, 무열량 음료 수요가 늘어날 것으로 보고 제품을 출시했다. 슈가로로 이온플러스는 파인애플과 딸기 등 다양한 과일 맛을 더해 차별화했다. 또 나이아신, 비타민B6 등 우리 몸에 활력을 불어넣을 수 있는 멀티 비타민과 우리 몸의 정상적인 면역기능에 필요한 아연 등의 미네랄을 추가한 음료다. 인테이크 관계자는 "슈가로로 이온플러스로 기존에 다량의 당류가 포함된 이온음료와 달리, 설탕과 칼로리 걱정없이 맛있게 수분을 충전할 수 있다"며 "건강과 맛 그리고 비타민으로 활력까지 동시에 추구할 수 있는 이온음료"라고 말했다.

2025.02.25 16:15백봉삼

스탠다드에너지, '배터리 재팬'서 바나듐이온 배터리 소개

바나듐이온 배터리(VIB) 전문 기업 스탠다드에너지는 지난 주 개최된 '배터리 재팬 2025'에 참가했다고 25일 밝혔다. 스탠다드에너지와 VIB 에너지저장장치(ESS)의 일본 영업을 담당하는 LB휴넷은 행사가 열리는 지난 19일부터 3일간 VIB ESS 전시 부스를 운영했다. 발화 위험성이 없고 고출력, 장수명 운영이 가능하다는 VIB ESS의 장점과 더불어 이번 배터리 재팬 2025에서는 현재 일본 시장에 적용할 수 있는 구체적인 사업 모델이 제시됐다. 일본 현지의 이차전지 기업 및 발전, 건설, 자동차 업체 관계자들이 부스를 방문, VIB ESS의 일본 상용화 시기와 향후 협력 가능성에 대해 문의했다. 이번 행사에서는 국내 전기차 충전기 제조업체이자 충전 서비스 업체인 채비의 초급속 전기차 충전기가 VIB와 연계된 모델이 부스에 전시됐다. 스탠다드에너지와 채비는 지난해 4월 업무협약을 체결하고, 전기차 초급속 충전 시장에 VIB ESS를 적용하는 사업모델 개발에 협력 중이다. 일본 전기차 시장은 일반 전기차 대비 20~40% 정도의 작은 배터리를 사용하는 전기차 경차 및 플러그인하이브리드 차량이 위주다. 자주 빠른 속도로 전기차를 충전해야 해 전기차 초급속 충전의 필요성이 크다. 전기차 초급속 충전기는 1회 충전 시 사용되는 전력량이 커서 ESS를 통한 출력 보조가 필요한데, 전기차를 많이 이용하는 도심 지 및 인구 밀집 지역에 ESS를 설치하기 위해서는 절대적인 안전성이 요구된다. 스탠다드에너지는 이런 특수성을 고려하면 VIB ESS가 높은 경쟁력을 갖출 수 있다고 기대했다. 스탠다드에너지와 LB휴넷, 채비 등 3사는 일본 시장 공략을 위해 올 상반기 중 일본에 VIB ESS를 연계한 초급속 충전 서비스를 일본 내 운송 기업과 함께 실증해 나가기로 했다. 일반 관람객의 경우 실내에 빌트인 방식으로 설치가 가능한 ESS '에너지 타일'에 주목했다. 일본은 지진 등 각종 재난 상황에서 전력 공급이 차단될 우려가 있어 다른 나라보다 가정용 ESS 시장이 크게 형성돼 있다. 하지만 목조 건물 위주의 일본 주택 특성상 발화 위험에 대한 우려가 지속되고 있어, VIB ESS를 주택용, 건물용으로 사용할 수 있느냐에 관심이 높았다. 스탠다드에너지는 에너지타일이 공간에 대한 손실을 최소화하면서도 절대적인 안전성이 확보한다는 점에 관람객들이 놀라워했다고 전했다. 스탠다드에너지와 LB휴넷은 일본 내 에너지타일에 대한 관심과 수요가 높다고 판단, 향후 일본 시장에 적합한 에너지타일 사업 모델을 구체화하여 일본 내 파트너십 등을 구축해 나갈 계획이다. 김부기 스탠다드에너지 대표는 “지난해에 이어 배터리 재팬 2025 행사를 통해 일본 시장에서 VIB ESS에 대한 높은 관심과 수요를 확인할 수 있었다”며 “실제 일본 시장에서 신속히 적용할 수 있는 사업모델을 통해 일본 진출을 본격화할 것”이라고 말했다. 아울러 “일본 기업 외에도 다수의 해외 기업과 VIB ESS 협업을 위한 논의가 진행 중”이라며 “일본 시장 진출을 시작으로 VIB ESS의 세계 시장 공략에 박차를 가할 것”이라고 포부를 밝혔다.

2025.02.25 08:59김윤희

차세대 전고체전지 언제 나올까…전기연·(주)대주전자재료 상용화 시동

한국전지연구원이 지난 2021년 개발한 고체 전해질 성능을 획기적으로 업그레이드해 대량 생산을 위한 초석을 마련했다. 당시 이 기술은 (주)대주전자재료가 이전받았다. 연구를 주도한 하윤철 차세대전지연구센터장은 "4년전 고체전해질 제조 방식에 공침 기술을 세계 최초로 도입했다"며 "이번 업그레이드 기술은 전고체전지를 저렴한 비용으로 대량생산하는 시대를 활짝 여는 마중물이 될 것”이라고 밝혔다. 연구팀은 지난 2021년, 고가의 황화리튬(Li2S) 없이 원료들을 한꺼번에 용기에 넣어(One-pot) 용액 공정으로 고체전해질을 대량으로 제조하는 '공침법'을 제안해 주목받았다. 공침법은 원료를 고르게 용액 속에 녹여내고, 이를 침전시킨 후 필터로 걸러내는 과정이 핵심이다. 이번에는 이의 성능을 획기적으로 개선했다. 대학과 업계가 협력해 공침법 원리를 세밀히 분석한 뒤 최적화했다. 이 연구에는 KAIST 변혜령 교수팀과 백무현 교수팀, 포스텍 서종철 교수팀이 참여해 중간산물 화학적 분석과 양자 계산 및 음이온 질량 분석을 진행했다. 또 ㈜대주전자재료는 실제 고체전해질 양산에 적용될 연속 공정에 관련 기술을 접목했다. 연구결과 고체전해질 생산 시간은 14시간에서 4시간으로 대폭 줄였다. 최적으로 합성된 고체전해질 품질도 향상됐다. 기존 제조법들은 양산화(스케일업, Scale-up) 과정에서 낮은 이온전도도를 보여 고질적인 문제가 됐었다. 하지만, 이번 업그레이드형 공침법을 양산화 과정에 적용하면 고체전해질의 이온전도도는 5.7mS/cm를 기록해 액체전해질 실제 전도도(3~4 mS/cm) 수준을 넘어선다. 또한, 해당 고체전해질을 스마트폰 전지의 5분의1 수준에 해당하는 700mAh 용량의 전고체전지 파우치셀에 적용해 상용 리튬이온전지(270Wh/kg)보다 높은 에너지 밀도인 352Wh/kg를 달성했다. 이와함께 전고체전지를 1천 번 충·방전한 실험 결과도 80% 이상의 용량을 유지해 안정적인 수명도 확인했다. 하윤철 센터장은 "이번 기술이 고체전해질 합성뿐만 아니라 다양한 기능성 코팅막 제조에도 적용될 수 있음을 확인했고, 최근 특허 출원까지도 마쳤다"고 설명했다.

2025.02.10 09:01박희범

스탠다드에너지, 'CES 2025'서 바나듐이온배터리 소개

바나듐이온배터리(VIB) 전문 기업 스탠다드에너지가 지난 7일부터 4일간 열린 'CES 2025'에 참가했다고 지난 17일 밝혔다. 스탠다드에너지는 미국 라스베이거스 베네시안 엑스포 '유레카파크' KAIST관 내에 전시 부스를 운영했다. CES 2025에서 혁신상을 수상한 에너지저장장치(ESS) 제품'에너지 타일'을 비롯, VIB 셀과 모노블럭 모형이 전시됐다. 실외 컨테이너 형 ESS, 실내 설치용 모듈형 ESS 등 다양한 VIB ESS 설치 사례도 제시됐다. 스탠다드에너지는 VIB 기반 제품이 발화 위험성이 없고, 고출력 등 높은 성능으로 운영이 가능해 빌트인 방식 등으로도 설치가 가능할 정도로 설치 유연성이 높은 점을 전시에서 강조했다. 이에 북미 현지 기업은 물론 국내외 기업의 관심이 높았다고 덧붙였다. 부스 방문객들은 특히 VIB의 안전성을 증명하는 발화 및 관통 실험 영상에 대해 놀라워했다는 설명이다. 인공지능(AI) 사업 관련 기업들은 데이터센터의 안정적 전력 사용에 기여하면서도 안전한 솔루션이라는 점에 관심을 보였다. 북미 현지 공급 가능 일정과 향후 북미 지역 파트너십에 대해서도 논의가 이어지는 등 성과도 거뒀다. 스탠다드에너지는 CES 2025에서 관심을 보인 잠재 고객사 및 파트너사와 향후 지속적인 협의를 추진해 북미 지역 진출을 위한 성과를 만들 계획이다. 김부기 스탠다드에너지 대표는 “이번 CES 2025를 통해 북미 시장에서 VIB ESS에 대해 소개할 수 있었고, 북미 지역 기업들과 소통하는 가운데 VIB에 대한 높은 기대를 알 수 있었다”며 “잠재적인 수요가 큰 것으로 확인된 만큼 북미 시장 진출에도 박차를 가할 것”이라고 밝혔다.

2025.01.19 10:40김윤희

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

스탠다드에너지, 북미 본격 공략…CES 참가

바나듐이온 배터리(VIB) 기업 스탠다드에너지는 오는 7~10일(현지시간) 미국 라스베이거스에서 열리는 세계 최대 가전-IT 전시회 'CES 2025'에 참여한다고 3일 밝혔다. 스탠다드에너지는 이번 CES에서 VIB를 활용한 에너지저장장치(ESS) 기술을 소개한다. CES 2025 혁신상을 수상한 빌트인 방식 실내용 ESS '에너지 타일'의 실물 모형이 전시되고, 컨테이너형으로 제작된 실외형 ESS, 모듈형으로 제작된 실내형 ESS 등이 실제 설치된 사례와 함께 공개될 예정이다. 북미 시장의 경우 인공지능(AI) 데이터센터의 전력 수급을 안정적으로 보조할 수 있는 고출력 ESS와 자동차 초급속 충전 전력 보조를 위한 고성능 ESS에 대한 미래 수요가 커질 전망이다. 이런 전력 수요처는 도시 등 인구 밀집 지역에 가깝게 위치하는 경우가 많은데, 화학 특성상 화재에 절대 안전하고 충방전 속도가 빠른 VIB ESS가 적합한 대안이라는 설명이다. 스탠다드에너지는 오는 10일 미국 캘리포니아 레드우드시티에서 개최되는 'UKF 82 스타트업 서밋'의 스타트업 피칭 세션에도 참석한다. 실리콘밸리 현지 VC 등 투자자 및 주요 벤처 스타트업 기업들에게 VIB 기술을 소개한다. UKF 82 스타트업 서밋은 글로벌 한인 창업자 네트워크UKF가 주최하는 행사로 벤처 스타트업 기업과 투자자, 유관기관 등 1천여명이 참석할 예정이다. 스탠다드에너지는 이 행사를 통해 미국 내 주요 VC의 투자를 유치하는 것은 물론 북미 진출을 위한 협력 파트너를 물색할 계획이다. 이번 CES 2025 및 UKF 82 스타트업 서밋 참가를 기점으로 북미 지역 진출을 본격화할 예정이다. 김부기 스탠다드에너지 대표는 “신재생에너지 발전의 증가와 전력망의 노후화에 따른 전력공급의 불안정성과 AI 데이터센터 등의 확대에 따른 전력수요의 폭발적 증가는 세계적인 현상이며, AI 산업이 가장 발전한 북미 지역에서도 풀어야할 숙제”라며 “ESS에 최적화된 VIB 기술이 북미 지역 전력시장의 문제점을 해결할 수 있는 강력한 해결책임을 입증할 것”이라고 밝혔다. 아울러 “전세계 ESS 시장 가운데 북미 시장은 특히 중요한 시장이며, 북미 시장에 진출할 수 있어야 글로벌 마켓에서도 성공할 수 있다”며 “이번 CES 2025와 UKF 82 스타트업 서밋을 통해 북미 시장에 VIB 및 VIB ESS를 적극 알려 나갈 것”이라고 언급했다.

2025.01.03 09:18김윤희

美, '차세대 배터리' 선점 야심…나트륨·플로우 개발 지원

미국이 나트륨이온 배터리, 플로우 배터리 등 차세대 배터리 연구개발(R&D) 투자를 지속하고 있다. 장기적으로 자국 산업을 육성해 에너지 안보를 갖추고, 산업 혁신을 주도해 일자리 창출도 유도하겠다는 목표다. 일렉티브 등 외신에 따르면 최근 미국 에너지부(DOE)는 차세대 배터리 국내 제조를 위한 재료, 공정, 기계 및 장비의 발전을 위해 11개 프로젝트에 2천500만 달러(약 370억원)를 투자한다고 발표했다. 차세대 배터리 지원 대상에는 나트륨이온 배터리, 플로우 배터리, 나노 필름 등이 포함됐다. 나트륨이온 배터리의 경우 지속적인 저비용 대량 생산을 위한 공정 개발에 초점을 뒀다. 미국 배터리 기업인 AM배터리가 280만 달러, 아르곤 국립 연구소가 150만 달러, 미국 재생에너지 기업 클린리퍼블릭이 200만원을 투자받는다. 아르곤 국립 연구소는 나트륨이온 배터리 개발 연구소 컨소시엄 주도 기관으로, 지난달 DOE에서 5천만 달러(약 740억원)을 투자받기도 했다. 플로우 배터리는 분리막 설계와 제조, 플로우 배터리 생산 규모 확대와 비용 절감을 위한 시스템 개발이 R&D 목표다. 미국 플로우 배터리 전문 기업 퀴노에너지가 260만 달러, 글로벌 화학·소재 기업 아케마가 150만 달러, 오하이오주 소재 애크런 대학교가 160만 달러를 받게 된다. 지난달 애크런 대학교는 다 쓴 전기차 배터리팩을 매립하기 전 플라스틱과 폴리머를 제거하는 프로젝트로 DOE에서 200만 달러를 투자받았다. 나노 필름은 확장 가능한 제조 공정과 장비 개발을 목표로 한다. 메릴랜드주 메릴랜드 대학교가 260만 달러, 일리노이 공과대학이 260만 달러를 투자받는다. 메릴랜드 대학교의 경우 지난해 DOE로부터 전고체 배터리의 성능 고도화 연구에 480만 달러를 투자받은 바 있다. 배터리 생산을 위한 스마트 제조 플랫폼 개발도 지원한다. 미국 배터리 기업인 차지CCCV와 아메리칸리튬에너지, 배터리 검사 기업 타이탄어드밴스드에너지솔루션즈에 각각 260만 달러를 투자한다. DOE는 지난 9월에도 배터리 및 소재 관련 국내 산업 육성을 위해 25개 프로젝트에 30억 달러(약 4조 4천억원)을 투자한다고 발표했다. DOE는 “배터리는 에너지 경제성을 높이고 미국의 전반적인 에너지 안보와 독립성을 향상시킬 차세대 기술의 핵심 요소”라며 “그리드 스토리지 혁신은 가정과 기업의 복원력, 운송 부문의 전기화, 국내 산업 제조 부문 성공에 기여할 것”이라고 설명했다. 제니퍼 M. 그랜홀름 DOE 장관은 “미국은 지난 수십 년 동안 배터리 혁신의 선두주자였으며, 바이든-해리스 행정부 하에서 우리는 이런 추진력을 다음 세대로 이어갈 수 있는 기반을 구축했다"며 “발표된 프로젝트는 이런 성공을 바탕으로 국가 안보를 강화하는 동시에 향후 수십 년 동안 미국 근로자에게 일자리를 제공할 것”이라고 말했다.

2024.12.29 09:55김윤희

스탠다드에너지, 롯데건설 사옥 '태양광+ESS' 도입 프로젝트 수행

바나듐이온배터리(VIB) 전문 기업 스탠다드에너지는 롯데건설과 제로에너지 인증 의무화에 대응하기 위한 공동 연구를 수행한다고 16일 밝혔다. 스탠다드에너지는 건물일체형 태양광 발전 시스템(BIPV)과 화재에 절대 안전한 VIB 에너지저장장치(ESS)를 연계한 시설을 서울 잠원동 롯데건설 본사 사옥에 롯데건설과 공동으로 시범 설치 후 성능평가 등을 진행 중이다. 태양광 모듈 전문 업체인 엡스코어도 함께 하고 있다. BIPV는 건물의 외벽에 설치돼 전력 생산과 건축 외장재의 기능을 동시에 수행하며, 유휴 면적을 활용해 시공 면적이 부족한 도심 건물에 적합한 것으로 평가된다. 여기에 VIB ESS를 접목했다. 스탠다드에너지는 VIB가 수계 전해액을 사용해 발화 위험성이 없어 인구 밀집 지역과 실내에도 설치 가능하다고 강조했다. 규모가 작은 타일 형태로 제작이 가능해 건물 지하 주차장 등 대규모 시설은 물론 개별 가구 단위로 설치할 수 있다. 이에 따라 건물 전체는 물론 개별 가구별 전기 사용의 효율을 제고하는 데도 기여할 수 있다고 전망했다. 올해 분산에너지 활성화 특별법 시행에 이어 내년에는 제로에너지 건축물 의무화 확대가 시행된다. 이에 따라 신재생에너지 기반 분산 전력 생산과 ESS를 연계해 효율을 높이는 방식이 각광받고 있다는 설명이다. 김부기 스탠다드에너지 대표는 “바나듐 이온 배터리는 안전성과 효율성, 설치의 유연성으로 인해 전기 수요 부문에 가장 가깝게 설치할 수 있는 ESS”라며, “분산에너지 활성화 특별법, 제로에너지 건축물 의무화 등 변화하는 에너지 환경에서 VIB ESS는 최적의 솔루션이 될 수 있을 것”이라고 언급했다. 아울러 “바나듐 이온 배터리를 통해 주택, 사무실 등 생활의 공간에서도 ESS를 통한 에너지 효율 극대화를 체감할 수 있도록 할 것”이라고 포부를 밝혔다.

2024.12.16 09:52김윤희

리튬 넘볼 '나트륨' 배터리 나올까…"1차년도 개발 목표 달성"

리튬이온 배터리와 견줄 수준으로 에너지 밀도를 높인 나트륨이온 배터리를 개발하기 위해 정부가 장기 연구개발(R&D) 사업을 추진 중인 가운데, 사업 첫 해인 올해 목표치를 달성한 것으로 나타났다. 현재 주류인 리튬이온 배터리 대비 나트륨이온 배터리의 경우 가격이 저렴하고, 주 원료인 나트륨 매장량이 훨씬 풍부하다는 점이 장점으로 꼽힌다. 에너지 밀도가 크게 떨어진다는 단점 탓에 그 동안 상용화가 더뎠지만, 이런 한계를 극복하기 위한 기술 연구가 전세계적으로 활발히 진행되고 있다. 정경윤 한국과학기술연구원 본부장은 25일 '2024 차세대 이차전지 성과공유회'에서 과학기술정보통신부가 추진 중인 차세대 이차전지 사업 중 '한계돌파형 4대 차세대 이차전지 핵심 원천 기술 개발 사업'의 일환으로 진행되는 '220Wh/kg 급 한계돌파 나트륨이온전지용 고전하 저장 핵심 소재 및 고효율 셀 기술 개발' 과제 성과 현황을 공유했다. 통상 나트륨이온 배터리 에너지 밀도가 kg당 160Wh 이하인 데 반해, 현재 전기차 중 보급형 모델에도 탑재되는 리튬인산철(LFP) 배터리조차 웃도는 에너지 밀도를 구현하겠다는 목표다. 정부는 이 과제에 올해 4월부터 오는 2028년 말까지 총 121억1천만원을 투입할 예정이다. LG에너지솔루션, 포스코홀딩스, 엔켐, 천보 등 기업도 참여하고 있다. 정경윤 본부장은 나트륨이온 배터리 성능이 개선돼 향후 ESS 등 경제성이 중요한 분야에서 활발히 보급된다면, 리튬이온 배터리 대비 30~40% 가량 저렴한 가격을 형성하게 될 것으로 내다봤다. 또 리튬 매장량이 일부 지역에 편중돼 있어, 향후 자원의 무기화 흐름에 대비하기 위해서라도 고(高)에너지 밀도 나트륨 배터리 기술 확보가 필요하다고 소개했다. 과제 참여 사업자와 기관들은 연구 목표 달성을 위해 ▲양극소재 ▲음극소재 ▲전해질소재 ▲분리막소재 별 기술 연구를 진행하게 된다. 이에 따라 오는 2026년까지는 kg당 180Wh, 이후 2028년 말까지 kg당 220Wh 수준의 에너지 밀도를 구현하겠다는 계획이다. 1차년도인 올해는 약 7개월간 연구를 거쳐 니켈철망간(NFM) 등 고에너지밀도 신규 양극소재를 개발한 점 등을 핵심 연구 성과로 소개했다. 음극소재 측면에선 콜타르 피치 기반 탄소 음극소재 합성 및 나트튬 금속을 음극으로 사용하는 연구를 진행했다. 안정적이면서고 고전압에 고이온전도성을 지닌 신규 전해질 기술 개발도 추진됐다. 나트륨이온 배터리에 맞게 젖음성과 열 안정성이 확보된 분리막도 개발을 마쳤다. 올해 개발된 기술들을 토대로 프로토타입 코인형 배터리셀을 제작해 성능을 평가한 결과, 에너지 밀도는 kg당 145Wh 수준으로 나타나 올해 목표치인 kg 당 140Wh를 넘겼다. 정 본부장은 “해당 수치는 에너지 밀도 고도화를 위한 최적화 과정 없이 개발된 소재들을 모아 성능을 확인해본 수준”이라며 “밀도 측면에선 더 나아가야 할 부분이 많이 있지만, 안정적인 충방전이 이뤄지는 등 어느 정도 의미 있는 결과가 나왔다고 볼 수 있다”고 첨언했다.

2024.11.25 18:47김윤희

CATL, 영하 40도 견디는 나트륨 배터리 내놓는다

중국 CATL이 영하 40도에서도 상온처럼 방전되는 전기차용 나트륨 이온 배터리를 내년 내놓는다. 18일 중국 언론 차이롄서에 따르면 전일 열린 세계청년과학자서빗에서 CATL의 우카이 수석과학자는 "2세대 나트륨 이온 배터리가 내년 출시될 것"이라고 밝혔다. 이날 우 수석과학자는 "CATL의 2세대 나트륨 이온 배터리가 개발됐다"며 "영하 40도 환경에서도 정상적으로 방전되며, 극한 지역에서 대규모로 사용할 수 있다"고 설명했다. 나트륨 이온 배터리와 리튬 이온 배터리는 양극과 음극, 분리막, 전해질로 구성되는 등 작동 원리와 구조가 비슷하다. 다만 나트륨 배터리는 리튬 이온 대신 나트륨 이온이 양극과 음극 사이를 오간다. 리튬 배터리에 비해 나트륨 이온 배터리의 에너지 밀도가 더 낮지만 안전 성능과 저온 저항성에서 우수하다. 제조 원가는 나트륨 이온 배터리가 리튬 이온 배터리 보다 낮다. CATL은 앞서 2021년 1세대 나트륨 이온 배터리를 출시하고 높은 에너지 밀도, 고속 충전, 열 안정성과 저온 성능 등 장점이 있다고 강조했다. 에너지 밀도는 160Wh/kg이었으며, 상온에서 15분 간 충전하면 80% 이상 충전되는 동시에, 영하 20도 저온에서도 90% 이상 방전 성능을 유지했다. 앞서 CATL의 쩡위췬 회장은 차세대 나트륨 이온 배터리의 에너지 밀도 연구개발 목표가 200Wh/kg 이상이라고 밝힌 바 있다. CATL은 지난해 처음으로 중국 자동차 브랜드 체리의 모델에 '에너큐(ENER-Q)' 브랜드의 나트륨 이온 배터리를 탑재했다.

2024.11.19 09:10유효정

  Prev 1 2 3 4 Next  

지금 뜨는 기사

이시각 헤드라인

블록체인 가상자산, '입법지연·예산삭감·규제' 악순환 끊어야

[AI는 지금] 대선후보들 'AI 전쟁' 돌입…기술 주권부터 전력 인프라까지 격돌

한화 김동선 진두지휘 ‘벤슨' 뭐가 다른가…‘100% 국내산 유제품'

SKT "정보 유출 없다 '확신'...있더라도 끝까지 책임"

ZDNet Power Center

Connect with us

ZDNET Korea is operated by Money Today Group under license from Ziff Davis. Global family site >>    CNET.com | ZDNet.com
  • 회사소개
  • 광고문의
  • DB마케팅문의
  • 제휴문의
  • 개인정보취급방침
  • 이용약관
  • 청소년 보호정책
  • 회사명 : (주)메가뉴스
  • 제호 : 지디넷코리아
  • 등록번호 : 서울아00665
  • 등록연월일 : 2008년 9월 23일
  • 사업자 등록번호 : 220-8-44355
  • 주호 : 서울시 마포구 양화로111 지은빌딩 3층
  • 대표전화 : (02)330-0100
  • 발행인 : 김경묵
  • 편집인 : 김태진
  • 개인정보관리 책임자·청소년보호책입자 : 김익현