한국에너지기술연구원은 나노기술을 기반으로 하는 리튬이온전지 음극 소재인 산화규소(SiOx) 나노분말이 2019년부터 양산될 전망이라고 밝혔다. 에너지기술연은 이 나노분말 제조기술과 노하우를 개발해 2017년 말, 국내 중소기업에 기술이전 계약을 체결했다.

현재 에너지연과 업체는 함께 제품생산 및 판매를 위한 연구개발을 진행 중이다. 2019년 1월 양산체제에 들어가 테슬라를 비롯한 세계 각국의 배터리 제조업체 및 리튬이온전지 생산업체에 공급할 계획이다.

연구책임자인 에너지연 분리변환소재연구실 장보윤 박사는 "고품질 산화규소 나노분말 전기차 배터리 가격 인하에 핵심적인 역할을 할 것"이라며, "한번 충전으로 500㎞ 이상의 주행거리를 확보해 기존 내연기관 자동차를 대체하는데 중요한 역할을 할 것으로 기대된다"고 밝혔다.

세계 리튬이차전지 시장은 2010년 약 115억 달러 규모에서 연평균 17.24%씩 성장했고 2013년 185.4억 달러 규모로 성장, 2013년 이후 연평균 18.49%씩 성장해 2018년에는 433억 달러에 이를 전망이다. 리튬 이온전지 중에서도 전기차 배터리는 자동차 가격의 절반 이상을 차지하고 있다.

연구원에서 개발한 기술을 이용해 제조된 산화규소(SiOx) 나노분말을 리튬이온전지에 적용하면 현재 주로 사용되는 흑연 음극재에 비해 에너지 용량을 4배 가량 높일 수 있다. 또, 제조 시 1킬로그램 당 2-3달러 정도의 저가 규소원료만을 사용해, 유일하게 상용화된 일본 제품 대비 30-50%의 생산단가 절감효과가 있다. 기존에 공정시간 8-10시간인 데 비해 반응가스 재활용 설계로 100시간 이상의 연속공정도 가능하다는 장점이 있다.

연구원은 앞으로 전기 자동차 및 전력저장시스템에 최적화된 음극소재 시작품 제작과 지속적인 현장 검증을 통해, 산화규소 나노분말의 제품화 기술개발을 수행할 계획이다.

이용민 기자

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