한자연, ‘차세대 배터리 핵심 기술’ 기업 이전…국산 전극 경쟁력 강화

▲연구원들이 전지 관련 실험을 진행하고 있다. (사진=한자연)

한국자동차연구원(한자연)이 차세대 배터리 핵심 기술을 국내 기업에 이전하며 배터리 산업 경쟁력 강화에 나선다. 리튬망간인산철(LMFP) 배터리와 나트륨전지 성능 개선 기술을 확보해 차세대 보급형 배터리 시장 선점에 속도를 내겠다는 방침이다.

한자연은 차세대 배터리 전극 기술 2건을 국내 배터리 전극 전문기업 JR에너지솔루션에 이전했다고 27일 밝혔다. 이전 대상은 리튬망간인산철(LMFP) 배터리의 망간 용출 억제 기술과 나트륨전지의 용량 손실 저감 기술이다. 양 기관은 이번 기술 이전을 계기로 상용화 협력을 본격 추진할 계획이다.

LMFP 배터리는 기존 리튬인산철(LFP) 배터리에 망간을 추가해 에너지 밀도를 높인 차세대 배터리로 주목받고 있다. 다만 충·방전 과정에서 망간이 용출되며 전해액이 고갈되고 배터리 수명이 짧아지는 문제가 한계로 지적돼왔다.

한자연은 이를 해결하기 위해 망간 양이온을 흡착할 수 있는 특수 수계 바인더 적용 기술을 개발했다. 해당 기술은 고온 환경에서 망간 용출을 억제해 배터리 수명과 저장 성능을 기존 대비 15% 이상 개선할 수 있다는 설명이다.

나트륨전지 관련 기술도 함께 이전됐다. 나트륨전지는 가격 경쟁력을 바탕으로 리튬 대체 배터리로 주목받고 있지만 제조 과정에서 셀 용량이 감소하는 문제가 상용화 걸림돌로 꼽혀왔다.

한자연은 양극층 상부에 별도의 ‘희생양극 코팅층’을 형성하는 기술을 통해 이 같은 문제를 개선했다. 이를 통해 비가역 용량 손실을 줄여 나트륨전지 에너지 밀도를 20% 이상 향상시켰다는 설명이다.

특히 이번 기술은 기존 전극 제조 공정에 그대로 적용할 수 있다는 점도 특징이다. 추가 설비 투자 없이도 성능 개선이 가능해 산업 현장 적용성이 높다는 평가다. 이번 성과는 한국연구재단의 ‘나노 및 소재기술개발사업’ 지원을 받아 수행한 ‘다차원 물리·화학 구배 기술 기반 고에너지밀도 올리빈계 양극 소재·전극 개발’ 과제를 통해 도출됐다.

진종욱 한자연 원장은 “이번 기술 이전이 국내 중소·중견 배터리 기업의 사업화 역량 강화에 실질적인 도움이 되기를 기대한다”며 “차세대 배터리 기술 상용화와 국내 산업 생태계 경쟁력 확보를 위해 지속 지원할 계획”이라고 말했다.