[교통신문 김정규 기자] 차세대 이차전지 연구를 통해 전기차 보급을 앞당기기 위한 대규모 국가 연구개발 사업이 추진된다.
2023년 2월까지 진행되며 연구개발비로 약 243억원을 투자하는 대형 프로젝트다. 이번 정부 주도 연구 프로젝트를 통해 전기차의 성능 향상 및 안정성 확보, 가격경쟁력 강화에 기여할 고효율·고성능 차세대 이차전지의 개발이 가능할 것이란 전망이 나온다.
사업은 과학기술정보통신부 산하 전기전문 연구기관인 한국전기연구원(KERI)이 주도적 역할을 맡는다. 정부가 추진하는 ‘기후변화대응기술개발사업’의 일환으로 진행되는 해당 연구 과제명은 ‘전기차용 차세대 리튬금속 이차전지 핵심원천 기술 개발’이다. KERI 주관으로 한국생산기술연구원, 한국과학기술원, 전자부품연구원이 협동 연구기관으로 참여한다.
현재 상용화된 리튬이온전지는 음극재로 ‘흑연’이 사용된다. 흑연 전극은 사이클 수명이 우수하고 음극활물질이 지녀야 할 조건인 안정성과 낮은 전자 화학 반응성 등을 갖춘 재료로 손꼽히지만, 용량이 작아 충·방전 효율이 떨어지는 문제가 있다. 또한 전 세계 흑연의 약 70%가 중국에서 생산될 정도로 수입에 의존하고 있는 현실이다.
반면 흑연을 대체하기 위한 ‘리튬금속’은 리튬이온전지의 에너지 용량을 끌어올릴 차세대 음극 물질로 주목받는다. 음극 물질 중에서 구동 전압이 가장 낮고, 흑연 음극보다 용량이 10배 정도 우수하다.
이미 일본과 미국 등 이차전지 선진국에서는 리튬금속 음극을 기반으로 하는 차세대 이자전지 개발을 위해 정부 주도로 거액의 연구비를 투자해 기술선점을 노리고 있다. 미국에서는 2016년부터 총 5000만불(약 560억원) 규모로 ‘Battery 500’ 과제를 수행하고 있다. 일본에서도 올해 자동차 및 전지 업체가 공동으로 모여 차세대 리튬전고체 전지개발을 수행하고 있다.
국내에서도 그동안 리튬금속을 오랫동안 적용하기 위한 연구 시도가 있었지만, 규모가 작았고 안전성과 장기 신뢰성을 확보하는 데 많은 어려움을 겪어왔다.
연구 책임자인 이상민 KERI 센터장은 “리튬금속 원천기술개발은 파급력이 큰 만큼 기술적 난이도가 매우 큰 기술”이라며 “국내 최고 전문가들과 협심해 기술적 난제를 극복하고 성공적인 과제 수행을 이끌겠다”고 밝혔다.
