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장 상무는 “리튬이온 배터리의 개발 방향은 크게 고용량·저가격·고안전성·고성능 4가지 방향으로 전개되고, 전해액의 가장 중요한 원재료인 전해질도 배터리의 개발방향에 맞춰 연구해야 한다”고 강조했다.
고용량 배터리 개발은 에너지 밀도를 향상시켜 전기차 주행거리를 증가시키는 역할을 한다. 니켈리치 고전압 양극소재(Ni-rich High volume cathode)과 고용량 실리콘 음극소재(Si-Anode) 및 금속 리튬 음극이 주 연구 대상이다.
고용량 실리콘 음극소재는 흑연 대비 비용량(specific capacity)이 높고, 풍부한 자원으로 가격 측면에서 매우 유리하다고 알려져 있다. 하지만 충방전 시 큰 부피로 팽창하고 고온 가스가 과다 발생한다는 과제를 안고 있으며, 금속 리튬은 무게당 에너지 밀도를 대폭 증가시킬 수 있는 소재이나 리튬이온이 리튬금속으로 환원될 때 수지상 성장이 문제로 지적된다.
이에 장 상무는 소재 레벨에서 이런 문제를 최소화 하는 것도 필요하고 또한 전해액 레벨에서도 이런 문제를 해결해야 하며, 이런 문제를 해결할 수 있는 전해질 기술에 대해 설명했다.
현재 저가격 측면에서 경쟁력이 있어 널리 사용되는 리튬인산철(LFP)는 물론, 리튬망간인산철(LMFP), LMR(Li-Mn rich) 양극소재, 건식전극 공정에 대해서도 소재 레벨에서 해결해야 하는 기술과 전해액 레벨에서 해결해야 하는 기술들을 언급했다.
이외에도 나트륨 배터리(SIB, Sodium Ion Battery)는 자원확보가 용이하고, 저가격으로 환경친화적이면서 비교적 안전한다는 강점으로 향후 개발 수요가 증가할 것이라고 예상했다. 또 전기차 구매의 장애물로 지적되는 화재 가능성과 열폭주 현상을 방지할 수 있는 고안전성 전해액 기술에 대해서도 실험결과를 발표했다.
