청주대, 안전성 높은 전고체전지 개발

기술개발팀 전기자동차산업 견인 기대
상용화 눈앞…게임체인저로 급부상

청주대 기후변화대응기술개발팀이 개발한 플렉서블 PV-EES와 스트레처블 PV-EES 에너지 융합소자.

［충북일보］ 전기자동차 시대를 맞아 세계 각국에서 차세대 배터리 개발경쟁이 치열한 가운데 청주대 연구팀이 안전성을 높인 전고체 전지를 개발해 관심을 끌고 있다.

청주대 에너지융합공학전공 김제하 교수가 이끄는 기후변화대응기술개발팀은 상용화가 가능한 고에너지 밀도, 고안전성의 전고체 전지를 개발했다.

현재 다양한 분야에 적용되고 있는 상용화 리튬이온 이차전지는 유기계 액체 전해질과 고분자필름 분리막을 사용해 화재 또는 폭발 위험성을 안고 있다.

하지만 전고체 전지는 이온 전도성 세라믹 기반의 고체형태 전해질로 액체 전해질과 고분자 분리막을 동시에 대체해 화재나 폭발을 방지할 수 있다.

안정성을 확보한 우수한 전고체 전지는 앞으로 이차전지 시장의 게임체인져(기존 산업구도를 완전 바꾸는 새로운 기술)로 급부상하고 있어 국내뿐 아니라 세계 각국에서 많은 자본을 투자해 상용화 기술 개발에 노력하고 있는 분야다.

청주대 기후변화대응기술개발팀은 참여기업에 기술을 이전해 지난 5년 동안 전고체전지 상용화기술 개발에 힘써왔다. 이러한 노력끝에 단위셀 기준 에너지 밀도 270Wh/㎏ 이상의 수명 2천사이클 이상을 확보했다.

10Ah급의 이 상용화 전지는 2천사이클 후에도 86.3%의 용량 유지율을 확보해 세계적으로 가장 우수한 특성을 보이는 전고체 전지로 평가되고 있다. 뿐만 아니라 130도 이상에서도 폭발하지 않고, 못으로 관통해도 화재나 폭발이 발생하지 않는다.

김제하 청주대 교수는 "전고체 전지의 상용화를 통해 전기자동차, 에너지 저장시스템, 무인기 등 다양한 분야 산업화에 촉매제 역할을 담당할 것으로 예상돼 충북의 주력 산업 분야인 이차전지 산업 활성화에 이바지할 것"이라며 "청주대 기후변화대응기술개발팀의 전고체 전지가 하루빨리 적용돼 화재나 폭발 없이 소비자가 편안하게 사용할 수 있는 전기자동차, 에너지저장시스템 등이 출품되기를 기대한다"고 말했다.

청주대 기후변화대응기술개발팀은 전고체 전지를 적용한 고 안전성 PV-EES 에너지 융합소자도 개발 중이다. 이 PV-EES 에너지 융합 소자는 태양전지와 이차전지가 도선의 연결 없이 일체화돼 있는 것으로 스스로 충전해 반영구적으로 전자기기를 사용할 수 있게 하는 미래 에너지 기술로 청주대가 원천기술을 확보하고 있다. / 이종억기자 [e-mail]