SK온이 ‘꿈의 배터리’로 불리는 전고체 배터리의 상용화를 앞당기기 위해 대전 유성구 미래기술원에 파일럿 플랜트를 준공했다고 16일 밝혔다.
새로 준공된 플랜트는 약 4628㎡(1400평) 규모로, 고객사에 공급할 시제품을 생산하고 제품의 품질·성능을 평가·검증하는 역할을 한다. SK온은 이곳에서 황화물계 전고체 배터리를 개발하며, 일부 라인에서는 리튬 메탈 배터리도 연구한다. 리튬 메탈 배터리는 흑연 음극 대신 리튬 메탈을 적용해 에너지 밀도를 높일 수 있는 차세대 기술이다.
SK온은 전고체 배터리 상용화 목표를 기존 2030년에서 2029년으로 1년 앞당겼다. 초기에는 에너지 밀도 800Wh/L 수준을 목표로 하고, 장기적으로는 1000Wh/L까지 끌어올릴 계획이다.
전고체 배터리는 전해질이 고체라 에너지 밀도가 높고 열·압력에도 강해 화재 및 폭발 위험이 적은 장점이 있다. 그러나 제조 과정에서 높은 압력과 온도가 필요해 설비 구축이 어렵고, 고체 전해질 특성상 계면 저항을 줄이는 기술적 과제가 있었다.
이를 해결하기 위해 SK온은 파일럿 플랜트에 국내 최초로 ‘온간등압프레스(WIP) 프리 기술’을 적용했다. 이는 상온보다 높은 25∼100도 환경에서 전극에 균일한 압력을 가해 밀도와 성능을 향상시키는 차세대 압착 공정이다. SK온은 독자적인 셀 설계 공법과 일반 프레스 공정을 결합해 생산성 저하 문제도 개선했다.
또한 전극과 고체 전해질의 접합을 최적화하고 계면 저항을 줄여 충·방전 안정성을 높였다. 계면 저항 감소는 전기 흐름을 원활하게 하고 배터리 수명을 연장하는 효과를 가져온다.
SK온은 전고체 배터리 연구 성과를 높이기 위해 외부 연구진과 협업도 이어가고 있다. 지난 5월에는 한양대 연구팀과 함께 리튬 메탈 음극에 보호막 기술을 적용해 황화물계 전고체 배터리 수명을 기존보다 3배 연장하는 성과를 거뒀다.
이석희 SK온 사장은 “전고체 배터리 파일럿 플랜트 준공은 SK온이 흔들리지 않는 기업으로 도약하는 기반이 될 것”이라며 “전고체 배터리를 가장 앞서 상용화해 전동화 시대를 앞당기겠다”고 말했다.
헬로티 이창현 기자 |
