이엠앤아이, 전고체 배터리 소재 개발 돌입…배터리 제조사에 공급 계획

▲이엠앤아이CI

전자소재기업 이엠앤아이가 ‘꿈의 배터리’라 불리는 전고체 배터리 소재 개발에 나선다.

21일 이엠앤아이 관계자는 “황화물계 전고체 배터리 제조시 발생하는 황화수소가스를 줄이는 전해질을 개발하고 배터리 제조 업체에 공급할 계획”이라고 밝혔다.

이엠앤아이는 글로벌 인공지능(AI) 플랫폼 기업의 솔루션을 활용해 36만 개 이상의 전해질 소재 후보군의 구조를 스크리닝 중이다. 이 솔루션은 여러 분자들을 결합 및 합성해 글로벌 디스플레이, 제약사들에게 필요한 후보 물질 개발에 사용된 기술이다.

이엠앤아이 관계자는 “글로벌 기업의 솔루션을 이용한 양자역학, 분자동역학 시뮬레이션을 통해 고체 전해질에서의 리튬의 이동 속도, 황합물 바닥상태의 에너지등 여러특성들을 가상 스크리닝하고 있다”며 “AI를 활용해 후보 물질 발굴 기간을 단축시키고, 전고체 배터리 양산 시기를 앞당길 수 있을 것”이라고 설명했다.

전고체 배터리는 액체 전해질 대신 고체 전해질이 들어간다. 고체 전해질은 현재 액체 전해질이 사용되는 리튬이온전지의 최대 약점인 안정성 문제를 해결하고, 충전량과 충전속도도 개선시킬 수 있다. 다만 전고체 배터리는 이온전도도가 낮고 배터리 수명이 길지 않은 단점이 있다.

고체 전해질의 재료로는 황화물계, 산화물계, 폴리모계가 있다. 이 가운데 가장 기술적으로 앞선 재료로는 황화물계가 꼽힌다. 배터리 제조사인 삼성SDI는 2027년, LG에너지솔루션은 2030년까지 황화물계 전고체 배터리를 선보이겠다는 계획을 밝힌 상태다.

황화물계 재료는 물과 반응하면 유독한 황화수소가스가 발생한다. 이엠앤아이는 황화물계 전해질 재료를 선별한 뒤 합성 공정을 최적화해 수분에 안정한 리튬-황화합물 전해질을 개발할 계획이다.

회사 관계자는 “구조적으로 높은 결자 에너지를 갖는 황화합물을 개발하면 수분에 보다 안정한 전해질을 안전하게 제조할 수 있다”고 말했다.

이어 “이엠앤아이는 글로벌 AI 플랫폼 기업 솔루션의 한국, 중국의 판매와 기술 지원을 맡고 있다”며 “오랜 기간 협력 관계를 구축할 만큼 솔루션에 대한 높은 이해도를 갖고 있고, 빠른 성과를 낼 수 있을 것으로 기대한다”고 덧붙였다.

한편 이엠앤아이는 OLED(유기발광다이오드) 디스플레이의 수명을 늘릴 수 있는 소재를 개발하고 있다. OLED 전자 수송층 개발 관련 노하우와 경험을 바탕으로 황화물계 전해질을 개발할 계획이다.