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한국전기연구원, 전기차 대중화 밑거름 된다

정부 추진 '기후변화대응' 사업 주관 맡아
243억 투입 흑연 대체 리튬전지 기술개발

이시우 기자 hbjunsa@idomin.com 2018년 08월 10일 금요일

한국전기연구원(원장 최규하·이하 KERI)이 친환경 전기차 보급을 앞당길 대형 국가연구개발 사업을 이끈다고 9일 밝혔다.

KERI는 정부 추진 '거대과학 연구개발 사업' 중 '기후변화대응 기술개발 사업' 하나로 진행하는 '전기자동차용 차세대 리튬금속 이차전지 핵심 원천 기술개발' 연구 과제 주관 기관을 맡게 됐다.

이 연구과제에는 KERI 이외에도 한국생산기술연구원·한국과학기술원·전자부품연구원이 협동 연구기관으로 참여한다. 전체 연구 책임은 이상민 KERI 전지연구센터장이 맡는다. 연구기간은 지난달 말부터 2023년 2월 말까지(55개월)다. 연구개발비로 약 243억 원이 투자되는 대형 프로젝트다.

현재 상용화한 리튬이온전지는 음극재로 '흑연'을 사용한다. 양극재·분리막·전해질 등과 함께 리튬이온전지 구성 핵심 부품인 음극재는 충전 시 리튬이온을 저장해뒀다가 이를 방출해 전기를 발생시킨다.

이상민 한국전기연구원 전지연구센터장이 얇게 만들어진 리튬금속 이차전지를 들어 보이고 있다. /KERI

흑연 전극은 주기(사이클) 수명이 우수하고 안정적이며 낮은 전자 화학 반응성 등을 갖춘 재료로 손꼽힌다. 하지만, 용량이 작아 충전과 방전 효율이 떨어지는 게 문제다. 또한, 전 세계 흑연의 약 70%가 중국에서 생산될 정도로 특정 국가에 대한 원재료 수입의존도가 높다. 이에 흑연을 대체하려는 '리튬금속'은 리튬이온전지 에너지 용량을 끌어올릴 차세대 음극 물질로 주목받는다. 음극 물질 중에서 구동 전압이 가장 낮고, 흑연 음극보다 용량이 10배 정도 우수하다.

이미 일본·미국 등 이차전지 선진국에서는 정부 주도로 거액의 연구비를 투자해 리튬금속 음극 기반 차세대 이차전지 개발에 들어갔다. 미국에서는 재작년부터 전체 5000만 달러(약 560억 원) 규모로 '배터리(Battery) 500' 과제를 하고 있다. 일본도 올해 자동차와 전지 업체가 함께 모여 '차세대 리튬전고체 전지개발'에 들어갔다.

국내에서도 그간 리튬금속을 오랫동안 적용하려는 연구시도가 있었다. 하지만, 그 규모가 작았고 안전성과 장기 신뢰성을 확보하는 데 어려움을 겪었다. 하지만, 이번 정부 주도 대형 연구 프로젝트로 기존 리튬이온전지 성능 한계를 뛰어넘는 고효율·고성능 차세대 이차전지 개발을 이끌 예정이다.

이상민 KERI 전지연구센터장은 "리튬금속 원천기술개발은 파급력이 큰 만큼 기술 난도가 매우 높다"며 "국내 최고 전문가들과 협심·협업해 기술적인 난제를 극복하고 과제 수행을 성공적으로 이끌겠다"고 말했다.

연구팀은 이번 연구 프로젝트가 성공하면 리튬 이차전지를 동력으로 활용하는 친환경 전기차 성능 향상과 안정성 확보, 가격경쟁력 강화에 크게 이바지할 것으로 본다.

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이시우 기자

    • 이시우 기자
  • 직전 자치행정1부(정치부) 도의회.정당 담당 기자로 일하다가 최근 경제부 (옛 창원지역) 대기업/창원상의/중소기업청 경남지역본부/한국산업단지공단 경남지역본부 등을 맡고 있습니다.