UNIST(울산과학기술원) 에너지화학공학과와 서울대학교 첨단융합학부, 포항공과대학교(POSTECH) 연구진이 전고체전지(All-Solid-State Battery)의 성능 저하 원인을 규명하고, 계면 안정화를 통해 폭발 위험을 줄일 수 있는 새로운 설계 전략을 제시했다. 이번 연구는 차세대 전기차와 대용량 에너지저장장치(ESS)의 핵심 기술로 꼽히는 전고체전지 상용화를 앞당길 중요한 성과로 평가된다. 전고체전지는 기존 리튬이온전지에서 사용하는 가연성 액체 전해질 대신 불연성 고체 전해질을 적용해 화재 위험이 거의 없고, 더 높은 에너지 밀도를 구현할 수 있어 ‘꿈의 배터리’로 불린다. 그러나 양극과 고체전해질이 직접 맞닿는 계면에서 화학적 분해와 구조적 손상이 일어나며 성능이 빠르게 저하되는 문제가 남아 있었다. 연구팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 리튬 디플루오로포스페이트(LiDFP)를 활용해 양극 표면에 코팅층을 형성한 전고체전지를 제작하고, 머신러닝과 디지털 트윈(digital twin), 첨단 분석기법을 적용해 전지의 열화 거동을 정밀 추적했다. 그 결과, 코팅층이 적용된 전극에서는 화학적 열화가 크게 억제되고 반응이 균일하게 진행돼 입자 손상이 고르
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
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