국내 이차전지 소재 스타트업이 '꿈의 배터리'로 불리는 전고체 전지 핵심 소재 상용화를 추진해 주목된다. 기존 황화물계 고체 전해질의 단점인 유해가스 문제를 개선한 기술로 생산을 목전에 뒀다.
인켐스는 6월 중 울산테크노산업단지 내에 대기안정형 황화물계 고체 전해질 파일럿 생산라인을 구축하고 하반기부터 가동할 예정이라고 30일 밝혔다. 연간 70~100톤(월 6~8톤) 규모 생산능력(CAPA)을 갖출 계획이다.
회사 제품은 생산 과정에서 황화수소 발생을 줄인 대기안정형 황화물계 고체 전해질이 핵심이다. 전고체 배터리는 구성물질에 따라 황화물계, 산화물계, 고분자계로 구분한다.
이 중 대부분 국내외 배터리 기업에서 선택한 황화물계 고체 전해질은 이온전도도가 높지만 공기 중 수분과 반응해 유해가스인 황화수소가 생성되는 단점이 있다. 이는 배터리 제조 공정에서 취급을 어렵게 하고 성능을 저하시키는 요인으로 작용한다. 인켐스는 황화수소 발생을 저감시키는 소재를 적용하고 생산 과정에서 황화수소를 제거할 수 있는 공정 관련 특허도 확보했다.
김학수 인켐스 대표는 “황화물계 고체 전해질을 랩 스케일에서 소량 합성할 때는 가스 발생이 크게 문제가 되지 않지만 양산 수준으로 확대할 경우 위험성이 있기 때문에 고순도, 이온전도도는 물론 대기안정성을 만족시키는 방향으로 발전할 수밖에 없다”면서 “준양산 단계인 파일럿 수준으로 생산 규모를 키우더라도 제품력을 유지할 수 있는 기술을 확보할 것”이라고 말했다.
인켐스는 국내외 배터리 제조사와 협업하면서 고객사 요구사항에 따라 소성 조건을 세분화시켜 최적화된 제품을 공급한다는 계획이다. 양극활물질을 고체전해질로 코팅한 형태의 양극복합체 기술도 개발하고 있다.
전고체 배터리는 액체 전해질을 고체로 대체한 배터리로 현재 주류를 이루는 리튬이온배터리 대비 에너지 밀도가 높고 화재 위험성이 낮아 차세대 배터리로 주목받는다. 배터리 산업의 판도를 바꿀 게임체인저로 주목받지만 아직 상용화에 성공한 기업이 없다. 정부는 최근 이차전지 국가전략회의에서 세계 최초 전기차 배터리 상용화를 목표로 내세웠다. 고체 전해질은 전고체 배터리의 핵심 소재로 꼽힌다.
김 대표는 “일본 토요타가 전고체 배터리 분야 가장 많은 특허를 보유하고 있어 전고체 배터리 본격 상용화가 시작되면 특허 회피가 업계 관심사가 될 것으로 전망되는 만큼 대기안정형 국내외 특허 포트폴리오를 촘촘하게 구축할 계획”이라며 “배터리 제조사들의 전고체 배터리 개발에 맞춰 소재 업체에서도 최적화된 소재를 개발하고 생산능력을 빠르게 확대하면 세계 시장에서 경쟁력을 갖출 수 있을 것”이라고 말했다.
정현정기자 iam@etnews.com
