고속충전용 배터리 양극 소재로
기존 우수한 내구성 유지하면서
출력 개선해 단시간에 완충 가능
현재 원통형 전지 소재로 공급중
국가첨단기술 보유기업 인증받아
UNIST(울산과학기술원) 교원 창업기업인 에스엠랩이 고속 충전에 사용할 수 있는 고용량 배터리 양극 소재인 ‘단결정 클러스터’ 양산에 성공했다.
27일 에스엠랩에 따르면, 최근 배터리 제조사들이 개발 중인 고에너지 밀도 46 시리즈 원통배터리는 단결정 형태 양극 소재로만 원하는 셀 용량을 구현할 수 있다.
그러나 현재 사용 중인 4~5㎛(마이크로미터·1㎛는 100만분의 1m) 단결정 양극재는 출력 특성이 떨어져 고속 충전 시 배터리 이론 용량만큼 완전한 충전이 어렵다.
에스엠랩은 기존 단결정 형태 양극 소재의 우수한 내구성 등은 유지하면서 출력 특성을 개선한 단결정 클러스터 양극재를 만들었다. 2㎛ 크기의 단결정 입자 여러 개를 합성하고, 동시에 첨가제로 단단히 접착시키는 기술이 쓰였다.
에스엠랩은 일반 단결정 소재가 70%의 셀 용량 유지율을 보인 반면, 이 기술로 만든 양극 소재를 배터리 셀에 적용한 결과 충전 시간을 60분에서 15분으로 줄였을 때도 이론 용량의 86% 이상까지 충전이 됐다고 설명했다.
또 고온의 압연공정에서는 단결정 입자 하나처럼 우수한 물리적 특성을 보여 잘 부서지지 않았고, 고온 내구성도 뛰어난 것으로 나타났다고 덧붙였다.
에스엠랩은 이 소재의 양산 검증을 마쳐 현재 4695 크기 원통형 전지 소재로 공급 중이다.
에스엠랩은 해당 기술을 통해 최근 산업통상자원부 국가첨단전략기술 보유 기업으로 인증받기도 했다. 국가첨단전략기술은 지난 2022년 제정된 ‘국가첨단전략산업 경쟁력 강화 및 보호에 관한 특별조치법’에 따라 이차전지 3개 기술 등 17개 기술로 구체화됐으며, 양산을 목적으로 개발되거나 양산에 사용하는 기술을 뜻한다.
조재필 대표는 “국가첨단전략기술 보유 인증으로 회사의 기술 개발 역량 강화와 사업 확대에 매우 큰 동력을 확보했다”며 “국가가 주요 차세대 기술로 지정한 만큼 국외 기술 유출이 발생하지 않도록 핵심 인력 관리와 기술 보안 역량을 최고 수준으로 관리할 예정”이라고 말했다.
한편, 에스엠랩은 지난 2018년 조재필 UNIST 에너지화학공학과 교수가 창업한 기업이다. 박재권기자 jaekwon@ksilbo.co.kr